Pilotstudie av omdirigerade haploidentiska naturliga mördarcellinfusioner för akut lymfoblastisk leukemi av B-linje

1.0. Logisk grund

I motsats till den väletablerade cytotoxiciteten hos NK-celler mot AML-celler är deras förmåga att lysera ALL-celler i allmänhet låg och svår att förutsäga. Vi försökte övervinna denna inneboende resistens genom att transducera CD56+ CD3-NK-celler med chimära receptorer riktade mot CD19, en molekyl som uttrycks brett av maligna B-celler. Uttryck av anti-CD19-receptorer kopplade till CD3zeta övervann NK-resistens och förbättrade markant NK-cellmedierad dödning av leukemiceller. Detta resultat förbättrades avsevärt genom att lägga till den 4-1BB-samstimulerande molekylen till den chimära anti-CD19-CD3zeta-receptorn: cytotoxiciteten som produceras av NK-celler som uttrycker denna konstruktion översteg likformigt den för NK-celler vars signalreceptorer saknade 4-1BB, även när naturlig cytotoxicitet var uppenbar (Imai et al., Blood 2005). NK-celler som uttrycker anti-CD19-receptorer utövade också kraftig anti-ALL-aktivitet i en murin modell av leukemi (Shimasaki et al., Cytotherapy 2012). Våra resultat tyder på att påtvingat uttryck av signalreceptorer av NK-celler kan kringgå hämmande signaler, vilket ger ett nytt sätt att förbättra effektiviteten av anti-ALL NK-cellterapi.

Den stora antileukemiska effekten av genetiskt modifierade NK-celler som visats i våra prekliniska studier, tillsammans med den påvisade möjligheten att infundera hållbara haploidentiska NK-celler i en icke-HSCT-miljö och den etablerade expertisen från NUH-teamet inom cellterapi (det enda centret i Asien ackrediterat av Foundation for the Accreditation of Cellular Therapy, FACT), utgör en övertygande motivering för den kliniska testningen av dessa NK-celler.

Beredningen av nyckelreagenset (anti-CD19-BB-zeta mRNA) slutförs i Tissue Engineering & Cell Therapy (TECT) Laboratory vid NUH, där den GMP-kompatibla MaxCyte elektroporatorn finns. Möjligheten av storskalig expansion av NK-celler har visats (Shimasaki et al. Cytoterapi 2012), och genomförbarheten av storskalig elektroporering validerad i TECT-laboratoriet.

Vi kommer att använda flödescytometriska och MRD-tekniker för att bestämma förekomsten av ihållande sjukdom, och kommer att inkludera i denna studie endast patienter med en begränsad mängd kvarvarande sjukdom (<1% leukemiska lymfoblaster bland normala benmärgsceller). Vi kommer att använda samma MRD-metoder för att övervaka effekterna av behandlingsinfusioner. Vi förväntar oss inte att konditioneringsregimen i sig självt kommer att ha stor effekt på antalet leukemiceller, eftersom de patienter som är kvalificerade för studien kommer att ha en sjukdom som är resistent mot många anti-leukemiska läkemedel. Icke desto mindre, eftersom konditioneringsregimen i sig kan ha vissa gynnsamma effekter, kommer det att vara viktigt att screena det perifera blodet och/eller benmärgen för förekomst av leukemiska blastceller genom alla stadier av proceduren, dvs. före, under och efter konditionering och efter NK-cellinfusionen. Förekomsten av leukemiceller i kommer att övervakas noggrant genom flödescytometri eller PCR-amplifiering av antigenreceptorgener (känslighet för båda metoderna: 1 leukemicell på 10 000) för att belysa den relativa effekten av varje intervention.

2.0. Hypotes och mål

Huvudhypotesen som ska testas i denna studie är att infusion av NK-celler som uttrycker anti-CD19-BB-zeta-receptorer genom elektroporering kan producera mätbara kliniska svar hos patienter med resistent B-härstamning ALL.

3.0. Primära mål

• För att bestämma genomförbarheten och säkerheten för att omdirigera NK-celler med en anti-CD19 chimär antigenreceptor genom mRNA-elektroporering i en klinisk miljö.
• För att bestämma effektiviteten av anti-CD19-omdirigerade NK-celler hos forskningsdeltagare med B-härstamning ALL som har ihållande sjukdom enligt MRD-metoder efter intensiv kemoterapi.

4.0. Sekundära mål

• Att studera persistensen och fenotypen av omdirigerade NK-celler hos forskningsdeltagare med B-härstamning ALL som har kvarvarande sjukdom efter intensiv kemoterapi.

5.0. Slutpunkter

I denna studie kommer behandlingssvaret att mätas genom att jämföra MRD-nivåer före och vid flera intervall efter NK-cellinfusion. Uppnående av MRD-negativitet i benmärg, dvs < 0,01 % blaster genom flödescytometri eller PCR, kommer att betraktas som ett fullständigt svar . Partiell respons kommer att definieras som ≥ 1 log minskning av MRD-nivåer, medan < 1 log minskning av MRD-nivåer kommer att betraktas som ett inget svar.

Baserat på tidigare studier kommer donator-NK-celler att elimineras i de flesta fall av den återuppväckta cellulära immuniteten hos den haploidentiska mottagaren efter att effekterna av den övergående immunsuppressionen orsakad av konditioneringsregimen har upphört (vanligtvis inom 1 månad efter infusion). Tänkbart kan emellertid NK-celltransplantation kvarstå under en längre period med möjlig risk för förlängd pancytopeni på grund av NK-celldöd på normala hematopoetiska celler. På grund av denna möjlighet kommer vi att planera för HSCT-räddning hos patienter som får omdirigerade NK-cellinfusioner. Faktum är att för de flesta patienter som är kvalificerade för denna studie skulle HSCT vara behandlingsinterventionen oavsett om de får NK-cellinfusioner eller inte. På grund av dessa överväganden bör de potentiella fördelarna med NK-cellterapi uppväga dess risker för de patienter som är kvalificerade för denna studie, dvs patienter med ihållande leukemi för vilka ingen annan bevisad effektiv behandling är tillgänglig.

Eftersom CD19 uttrycks universellt på B-celler inklusive tidiga B-cellsprekursorer, kommer normal mottagar-B-cell också att vara ett mål för donator-NK-cellerna transducerade med de chimära anti-CD19-receptorerna. Därför förväntas övergående B-cellslymfopeni och hypogammaglobinemi. Vi kommer att övervaka CD19+ blodkroppar och mäta Ig-nivåerna en gång i månaden och kommer att ge deltagarna intravenösa immunglobuliner (IVIG) om deras IgG-nivå är lägre än åldersspecifika intervall.

6,0. Sammanfattning av studiedesign

Perifera blodkroppar kommer att samlas in genom aferes från donatorer. Efter ex vivo-expansion i 10 dagar genom samodling med bestrålade K562-mb15-41BBL-celler (Fujisaki et al, Cancer Res 2009; Lapteva et al. Cytoterapi 2012) och T-cellsutarmning kommer haploidentiska NK-celler att elektroporeras med anti-CD19-BB-zeta mRNA. Före infusion kommer patienter att få immunsuppressiv terapi för att främja tillfällig intransplantation av NK-celler. Efter infusion kommer de att få IL-2 för att stödja NK-cells viabilitet och expansion in vivo. Effekterna av NK-cellinfusion kommer att bestämmas genom att jämföra MRD-nivåer före och efter behandling.

Receptoruttryck efter elektroporering är övergående och avtar vanligtvis efter 48 timmar och blir oupptäckbart efter 96 timmar. Eftersom syftet med NK-cellterapi inte är att inducera varaktig immunitet utan att snabbt minska tumörcellsbördan, och de infunderade NK-cellerna avvisas av värdens immunsystem efter cirka 2 veckors infusion, bör uttryckets övergående karaktär inte signifikant påverka antitumörpotential. Dessutom, genom att använda denna strategi, gäller inte säkerhetsproblem beträffande insättningsmutagenes och långvarig persistens av transducerade kvarvarande T-celler. I vilket fall som helst kommer vi att minimera antalet kvarvarande T-celler i slutprodukten så mycket som möjligt genom att tömma den expanderade produkten av T-celler genom att använda CliniMACS-enheten och genom att begränsa antalet T-celler i transplantatet till <0,05 x 10^6/kg.