Komórki CAR-T: nowy sposób leczenia nowotworów krwi Wiesław Wiktor Jędrzejczak

Transkrypt

1 Komórki CAR-T: nowy sposób leczenia nowotworów krwi Wiesław Wiktor Jędrzejczak Katedra i Klinika Hematologii, Onkologii i Chorób Wewnętrznych Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego w Warszawie

2 Jeżeli uświadomimy sobie, że NOWOTWÓR to choroba spowodowana MUTACJĄ, a więc zmianą sekwencji genu, to stanie się jasne, że zmiana sekwencji genu spowoduje zmianę sekwencji białka, zaś zmiana sekwencji białka spowoduje, że pojawi się peptyd (peptydy) nieobecny w zdrowych komórkach. JEGO OBECNOŚĆ POWINNA WIĘC WYWOŁAĆ ODPOWIEDŹ ODPORNOŚCIOWĄ.

3 Tak wygląda atak komórek odpornościowych (białe) na nowotwór (brązowy)

4 Podstawy teoretyczne reakcji odpornościowej na nowotwór Gen prawidłowy Normalne białko Normalne peptydy Nie ma reakcji odpornościowej Gen zmutowany Nieprawidłowe białko Nieprawidłowe peptydy Możliwa reakcja odpornościowa

5 Ograniczenia immunoterapii Nowotwór albo nie ma albo nie wyraża nowych cech antygenowych; nowotwór blokuje rozpoznanie tych cech antygenowych; nowotwór paraliżuje odpowiedź odpornościową, która mogłaby go wyeliminować. Klony odpornościowe mają wbudowany hamulec ograniczający ich rozwój (chodzi o to, aby natężenie reakcji obronnej nie stwarzało większego zagrożenia niż sama choroba).

6 Ograniczenia ilościowe immunoterapii Z reguły klon odpornościowy nie przekracza miliarda komórek i nie jest w stanie zwalczyć większej liczby komórek nowotworowych. Szanse immunoterapia ma wtedy, kiedy chodzi o eliminację mniejszej liczby komórek nowotworowych. Chociaż najnowszy kierunek immunoterapii nowotworów to właśnie wyłączenie hamulca dla rozwoju klonu nowotworowego.

7 Szczepionki przeciwnowotoworowe Przeszczep przeciwko nowotworowi CAR i inne komórki zmienione genetycznie Komórki dendrytyczne i inne bez zmian genetycznych Inhibitory punktów sprawdzania Cytokiny pobudzające odporność Metody immunoterapii nowotworów

8 Komórki CAR-T Komórki CAR-T (od ang. Common antigen receptor T cells) to własne zabijające komórki T chorego poddane modyfikacji genetycznej polegającej na wszczepieniu im laboratoryjnie genu wytworzonego dla receptora dla antygenu powszechnie występującego na jego komórkach nowotworowych. W rezultacie takie komórki swoiście i skutecznie zabijają własne komórki nowotworowe. Metodę pierwotnie opracowano do zwalczania komórek ostrej białaczki limfoblastycznej, której komórki posiadają na powierzchni cząsteczkę CD19, ale opracowywane są jej kolejne warianty dla ostrych białaczek mieloblastycznych, chłoniaków T komórkowych i szpiczaka.

9 Komórka CAR-T reagująca na komórkę chłoniaka B posiadającego na powierzchni cząsteczkę CD19 Zabijanie Komórka chłoniaka B Limfocyt T CD19 Pobudzenie CD3ζ CD28 scfv CAR CAR = common antigen receptor = receptor powszechnego antygenu

10 Koncepcja chimerowego receptora skierowanego przeciwko antygenowi nowotworowemu (CAR) α-taa mab L H TCR β V C V α V C V C C C IgM L H TCR compl ex CD3 ζ ζ C C C C V C V ε γ ε δ CD19 VH VL VL VH α α α-taa scfv- CD8-ζ Komórki CAR T Specificity posiadają: O-- zdolność rozpoznania celu (od przeciwciała) + - mechanizm efektorowy - (od receptora komórki T) Slide credit: clinicaloptions.com Sadelain M, et al. Nat Rev Cancer. 2003;3:35-45.

11 Komórki CAR-T Omijają rozpoznawanie antygenu przez receptor limfocytu T, który rozpoznaje obcość/nieprawidłowość w kontekście cząsteczki HLA. Takie rozpoznanie nakłada na reakcję wspomniane ograniczenia ilościowe. Brak tych ograniczeń z jednej strony określa skuteczność terapii komórkami CAR-T, a z drugiej strony jest odpowiedzialny za najważniejsze działanie niepożądane, czyli zespół hemofagocytowy.

12 Ewolucja koncepcji CAR Pierwsza generacja Druga generacja Trzecia generacja VH VL VL VH VL VL VH VL VL VH VH VH α α α α α α CD3ζ or FCRγ Jedna domena kostymulująca (CD28, 4-1BB, OX-40) CD3ζ or FCRγ Dwie domeny kostymulujące (CD28, 4-1BB, OX-40) CD3ζ or FCRγ Park J, et al. J Clin Oncol. 2015;33: Slide credit: clinicaloptions.com

13 Wytwarzanie komórek CAR-T skierowanych przeciwko antygenom nowotworowym dla zastosowań leczniczych 1. Wytwórz gen CAR 2. Wszczep gen CAR do wektora VH VL VL CD19 α α scfv-cd28-ζ VH ψ 5 LTR CD28 ζ chain 3 LTR SD SA V H α-tumor scfv 3. Zmodyfikuj komórki T chorego i namnóż poza organizmem V L Retrovirus containing CAR gene 4. Przeszczep komórki CAR T- choremu T-cell CAR CD19 Tumor cell Genetically modified CD19-targeted T-cell Slide credit: clinicaloptions.com Sadelain M, et al. Nat Rev Cancer. 2003;3: Brentjens RJ, et al. Nat Med. 2003;9: Park J, et al. ASH Abstract 682.

14 Overall Patient Flow and CAR T Cell Therapy Schedule Kaiser AD, et al. Cancer Gene Therapy. 2015;22:72-78.

15 CAR T Cell Manufacturing Starts with a Patient s Own T Cells

16 Clinical Efficacy of CD19 CAR T- Cells in Relapsed/Refractory ALL T-Cell Product Adults 19-28z (JCAR015-MSK) Peds BBz (CTL019-Upenn) BBz (JCAR017- FHRC) BBz (CTL019-CHOP) 19-28z (KTE-C19-NCI) Median Age, Yrs (Range) 45 (22-74) N T-Cell Dose CR, n (%) MRD- CR, n (%) 50 (45 evaluable) N/A 12 N/A 30 (29 evaluable) 10 (5-22) (5-27) x 10 6 CAR T-cells/kg 4 x x 10 9 CAR T-cells 2 x CAR T-cells/kg ~ 3 x 10 6 CAR T-cells/kg 1-3 x 10 6 CAR T-cells/kg 37 (82) 30 (67) (93) 25 (86) 50 (94) 45 (85) 14 (70) 12 (60) Slide credit: clinicaloptions.com Park J, et al. Blood. 2016;127:

17 Jaka różnica z dotychczasowymi terapiami Podstawową obroną komórek nowotworowych przed dotychczasowymi terapiami była ich proliferacja: co się zabiło to odrastało, a jeszcze dodatkowo miało możliwość nabycia nowych zmian genetycznych. Natomiast komórki CAR-T nie dają komórkom nowotworowym wytchnienia, gdyż namnażają się i zabijają równolegle. Aż zostają same na placu boju

18 Jednakże komórki CAR-T Nie podlegają zahamowaniu przez punkty sprawdzania. W związku z tym ich aktywność może się rozwinąć w błędne koło. To może doprowadzić do wtórnego pobudzenia różnych komórek wytwarzających cytokiny i spowodować zespół uwalniania cytokin zbliżony do naturalnie występującego zespołu hemofagocytowego.

19 Nie ma zanikania odpowiedzi cytokinowej Zespół hemofagocytowy wirus Pobudzenie Limfocytów pomocniczych T typu 1 IFN-γ, IL-6 Zakażenie Nie ma Eliminacji wirusa Paraliż cytotoksycznych limfocytów T i NK makrofagi Skutki Ogólnoustrojowe TNF-α, IL-6, IL-8, IL-12, IL-18, MIB1-α

20 Zespół uwalniania cytokin Komórki CAR-T Pobudzenie komórek Pomocniczych T typu 1 Pobudzenie macrofagów IL-6, IFN-γ Skutki Ogólnoustrojowe IL-6,TNF-α, IL-8, IL-12, IL-18, MIB1-α

21 Co się składa na zespół uwalniania cytokin? CRS:nieswoisty antygenowo odczyn wynikający ze znacznego pobudzenia odporności: duże liczby limfocytów i /lub komórek mieloidalnych ulegają pobudzeniu i uwalniają zapalne cytokiny takie, jak IL-6 Organ System ogólnoustrojowe Skóra Przewód pokarmowy Sercowonaczyniowe Krzepnięcie Nerkowe Wątrobowe Objawy kliniczne CRS Gorączka ± dreszcze, apatia, zmęczenie, brak apetytu, bóle mięśniowo-stawowe, nudności, wymioty, bóle głowy wysypka Nudności, wymioty, biegunka Tachykardia, niskie ciśnienie, zwiększony rzut serca (początkowo), potencjalnie zmniejszony rzut serca (później) Zwiększony D-dimer, hipofibrinogenemia ± krwawienie Azotemia Transaminitis, hiperbilirubinemia *Neurologic Neurologiczne* symptoms are Ból reversible, głowy, encefalopatia, and can occur independent zaburzenia of sprawności CRS. umysłowej, delirium, trudności w wysłowieniu się lub afazja, halucynacje, tremor, dysmetria, zaburzenia chodu, drgawki Lee DW, et al. Blood. 2014;124; Slide credit: clinicaloptions.com

22 CRS Management: IL-6 Directed Therapy and Corticosteroids Immune Effector Cell Classic IL-6 signaling with low IL-6 levels Classic and transsignaling with high IL- 6 levels IL-6R blockade Corticostero id Signalin g IL- 6 IL- 6R Glucocortico id receptor Signalin g Signalin g Signalin g Prevention of JAK/STAT signaling Preventio n of immune activation Gp130 Signalin g IL-6 Signalin g Signalin g Signalin g Cell surface IL6R Soluble IL6R tocilizumab Signaling inhibited by tocilizumab Slide credit: clinicaloptions.com Bonifant CL, et al. Oncolytics. 2016;3: Lee DW, et al. Blood. 2014;124:

23 Tak więc Komórki CAR-T reprezentują nową metodę leczenia nowotworów limfoproliferacyjnych. Jednakże, przy obecnych działaniach niepożądanych ich wykorzystanie musi być ograniczone do ośrodków transplantacji komórek krwiotwórczych przygotowanych do rozwiązywania ciężkich i niebezpiecznych powikłań.

24 Aktualne wskazania Oporna ostra białaczka limfoblastyczna Oporny chłoniak rozlany z dużych komórek B Szpiczak plazmocytowy (tutaj inny antygen docelowy: BCMA i jeszcze nie ma rejestracji)