Pilotstudie van omgeleide haplo-identieke Natural Killer Cell-infusies voor B-lijn acute lymfoblastische leukemie

1.0. grondgedachte

In tegenstelling tot de gevestigde cytotoxiciteit van NK-cellen tegen AML-cellen, is hun vermogen om ALLE cellen te lyseren over het algemeen laag en moeilijk te voorspellen. We probeerden deze intrinsieke resistentie te overwinnen door CD56+ CD3-NK-cellen te transduceren met chimere receptoren gericht tegen CD19, een molecuul dat algemeen tot expressie wordt gebracht door kwaadaardige B-cellen. Expressie van anti-CD19-receptoren gekoppeld aan CD3zeta overwon NK-resistentie en verbeterde door NK-cellen gemedieerde doding van leukemische cellen aanzienlijk. Dit resultaat werd aanzienlijk verbeterd door toevoeging van het 4-1BB co-stimulerende molecuul aan de chimere anti-CD19-CD3zeta-receptor: de cytotoxiciteit die werd geproduceerd door NK-cellen die dit construct tot expressie brachten, was uniform hoger dan die van NK-cellen waarvan de signaalreceptoren 4-1BB misten, zelfs wanneer natuurlijke cytotoxiciteit was duidelijk (Imai et al., Blood 2005). NK-cellen die anti-CD19-receptoren tot expressie brengen, oefenden ook krachtige anti-ALL-activiteit uit in een muizenmodel van leukemie (Shimasaki et al., Cytotherapy 2012). Onze bevindingen geven aan dat gedwongen expressie van signaalreceptoren door NK-cellen remmende signalen zou kunnen omzeilen, wat een nieuw middel biedt om de effectiviteit van anti-ALL NK-celtherapie te verbeteren.

De grote antileukemische werkzaamheid van genetisch gemodificeerde NK-cellen die in onze preklinische onderzoeken is aangetoond, samen met de aangetoonde haalbaarheid van infusie van duurzame haplo-identieke NK-cellen in een niet-HSCT-omgeving en de gevestigde expertise van het NUH-team op het gebied van celtherapie (het enige centrum in Azië geaccrediteerd door de Stichting voor de Accreditatie van Cellulaire Therapie, FACT), vormen een dwingende reden voor het klinisch testen van deze NK-cellen.

De bereiding van het belangrijkste reagens (anti-CD19-BB-zeta-mRNA) wordt afgerond in het Tissue Engineering & Cell Therapy (TECT)-laboratorium op NUH, waar de GMP-conforme MaxCyte-elektroporator zich bevindt. De haalbaarheid van grootschalige uitbreiding van NK-cellen is aangetoond (Shimasaki et al. Cytotherapie 2012), en de haalbaarheid van grootschalige elektroporatie gevalideerd in het TECT-laboratorium.

We zullen flowcytometrische en MRD-technologieën gebruiken om de aanwezigheid van persistente ziekte te bepalen, en zullen in deze studie alleen patiënten opnemen met een beperkte hoeveelheid residuele ziekte (<1% leukemische lymfoblasten onder normale beenmergcellen). We zullen dezelfde MRD-methoden gebruiken om de effecten van behandelingsinfusies te monitoren. We verwachten niet dat het conditioneringsregime op zichzelf veel effect zal hebben op het aantal leukemische cellen, aangezien de patiënten die in aanmerking komen voor de studie een ziekte zullen hebben die resistent is tegen veel antileukemiegeneesmiddelen. Desalniettemin, omdat het conditioneringsregime zelf enkele heilzame effecten kan hebben, zal het belangrijk zijn om het perifere bloed en/of beenmerg te screenen op de aanwezigheid van leukemische blastcellen in alle stadia van de procedure, d.w.z. vóór, tijdens en na conditionering. en na de NK-celinfusie. De aanwezigheid van leukemische cellen zal nauwlettend worden gevolgd door flowcytometrie of PCR-amplificatie van antigeenreceptorgenen (gevoeligheid voor beide methoden: 1 leukemische cel op 10.000) om enig licht te werpen op het relatieve effect van elke interventie.

2.0. Hypothese en doelstellingen

De belangrijkste hypothese die in dit onderzoek moet worden getest, is dat infusie van NK-cellen die anti-CD19-BB-zeta-receptoren tot expressie brengen door middel van elektroporatie, meetbare klinische reacties kan produceren bij patiënten met resistente B-lineage ALL.

3.0. Primaire doelen

• Om de haalbaarheid en veiligheid te bepalen van het omleiden van NK-cellen met een anti-CD19 chimere antigeenreceptor door mRNA-elektroporatie in een klinische setting.
• Om de werkzaamheid te bepalen van anti-CD19-omgeleide NK-cellen bij onderzoeksdeelnemers met B-lineage ALL die aanhoudende ziekte hebben, zoals bepaald met MRD-methoden na intensieve chemotherapie.

4.0. Secundaire doelstellingen

• Om de persistentie en het fenotype van omgeleide NK-cellen te bestuderen bij onderzoeksdeelnemers met B-lineage ALL die restziekte hebben na intensieve chemotherapie.

5.0. Eindpunten

In deze studie zal de respons op de behandeling worden gemeten door MRD-niveaus voor en op verschillende intervallen na NK-celinfusie te vergelijken. Het bereiken van MRD-negativiteit in het beenmerg, d.w.z. < 0,01% blasten door flowcytometrie of PCR, zal worden beschouwd als een volledige respons . Gedeeltelijke respons wordt gedefinieerd als ≥ 1 log afname in MRD-waarden, terwijl < 1 log afname in MRD-waarden wordt beschouwd als geen respons.

Op basis van eerdere studies zullen donor-NK-cellen in de meeste gevallen worden geëlimineerd door de heroplevende cellulaire immuniteit van de haplo-identieke ontvanger nadat de effecten van de voorbijgaande immunosuppressie veroorzaakt door het conditioneringsregime zijn gestopt (meestal binnen 1 maand na infusie). Het is echter denkbaar dat NK-celtransplantatie gedurende een langere periode aanhoudt met het mogelijke risico van langdurige pancytopenie als gevolg van NK-celdoding op normale hematopoietische cellen. Vanwege deze mogelijkheid zullen we HSCT-redding plannen bij patiënten die omgeleide NK-celinfusies krijgen. Voor de meeste patiënten die in aanmerking komen voor deze studie, zou HSCT inderdaad de behandelingsinterventie zijn, ongeacht of ze NK-celinfusies krijgen of niet. Vanwege deze overwegingen moeten de potentiële voordelen van NK-celtherapie opwegen tegen de risico's voor die patiënten die in aanmerking komen voor deze studie, d.w.z. patiënten met aanhoudende leukemie voor wie geen andere bewezen effectieve behandeling beschikbaar is.

Omdat CD19 universeel tot expressie wordt gebracht op B-cellen, inclusief vroege B-celvoorlopers, zullen normale ontvangende B-cellen ook een doelwit zijn voor de donor-NK-cellen die zijn getransduceerd met de chimere anti-CD19-receptoren. Daarom worden voorbijgaande B-cellymfopenie en hypogammaglobinemie verwacht. We zullen het aantal CD19+-bloedcellen controleren en de Ig-waarden eens per maand meten en zullen de deelnemers intraveneuze immunoglobulinen (IVIG) geven als hun IgG-niveau lager is dan leeftijdsspecifieke bereiken.

6.0. Samenvatting van het studieontwerp

Perifere bloedcellen worden verzameld door aferese van donoren. Na ex vivo expansie gedurende 10 dagen door cocultuur met bestraalde K562-mb15-41BBL-cellen (Fujisaki et al, Cancer Res 2009; Lapteva et al. Cytotherapie 2012) en T-celdepletie, zullen haploidentieke NK-cellen geëlektroporeerd worden met anti-CD19-BB-zeta mRNA. Voorafgaand aan de infusie krijgen patiënten immunosuppressieve therapie om de tijdelijke innesteling van NK-cellen te bevorderen. Na infusie zullen ze IL-2 ontvangen om de levensvatbaarheid en expansie van NK-cellen in vivo te ondersteunen. De effecten van NK-celinfusie zullen worden bepaald door MRD-niveaus voor en na de behandeling te vergelijken.

Receptorexpressie na elektroporatie is van voorbijgaande aard en neemt doorgaans na 48 uur af en wordt na 96 uur ondetecteerbaar. Omdat het doel van NK-celtherapie niet is om duurzame immuniteit te induceren, maar om de tumorcelbelasting snel te verminderen, en de geïnfundeerde NK-cellen na ongeveer 2 weken infusie door het gastheerimmuunsysteem worden afgestoten, zou de voorbijgaande aard van de expressie geen significante invloed moeten hebben op antitumor potentieel. Bovendien zijn door het gebruik van deze strategie veiligheidsproblemen met betrekking tot insertiemutagenese en langdurige persistentie van getransduceerde residuele T-cellen niet van toepassing. In ieder geval zullen we het aantal resterende T-cellen in het eindproduct zoveel mogelijk minimaliseren door het geëxpandeerde product van T-cellen uit te putten door het CliniMACS-apparaat te gebruiken en door het aantal T-cellen in het transplantaat te beperken tot <0,05 x 10^6/kg.