Effets pharmacologiques des cellules CAR-T

 

Effets pharmacologiques des cellules CAR-T. Par rapport à la plupart des médicaments, les produits cellulaires CAR-T sont très complexes, car chaque produit cellulaire est composé d'un mélange hétérogène de millions de cellules.

Compte tenu de la capacité des cellules T à migrer et à se répliquer activement dans le corps du patient, la biodistribution et la cinétique des cellules CAR-T après administration sont uniques. La thérapie cellulaire CAR-T a également de multiples mécanismes d'action, contribuant à son activité antitumorale et à sa toxicité. Cette revue résume les effets pharmacologiques uniques des cellules CAR-T, en se concentrant sur les cellules CAR-T qui ciblent l'antigène de maturation des cellules CD19 et B (BCMA).

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1. Introduction

En raison du développement de la biologie moléculaire à la fin du 20e siècle, la thérapie cellulaire génétiquement modifiée est apparue comme un nouveau type de traitement pour le cancer, les maladies génétiques, les maladies infectieuses et les maladies auto-immunes. Parmi ces thérapies, la thérapie par cellules T modifiées par les récepteurs d'antigènes chimériques (CAR) (cellules CAR-T) est la méthode la plus avancée. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé deux cellules CAR-T en 2017 Thérapie, il s'agit de la première approbation réglementaire de la thérapie cellulaire génétiquement modifiée.

Les cellules CAR-T sont très différentes des médicaments traditionnels (comme les petites molécules ou les agents biologiques). Contrairement à ce dernier médicament (qui peut être bien défini chimiquement), les thérapies cellulaires sont extrêmement complexes. Chaque cellule du produit est composée de milliers de protéines. L'abondance de ces protéines varie non seulement d'une cellule à l'autre dans le produit, mais varie également avec la réponse de la cellule à son microenvironnement. Cette complexité remet en question notre capacité à définir la pureté et la puissance des produits cellulaires. La nature auto-réplicative des thérapies cellulaires est essentielle à leur capacité à produire un contrôle de la maladie à long terme, ce qui leur confère également des propriétés pharmacologiques uniques dans les médicaments. Cette revue décrit les effets pharmacologiques des cellules CAR-T et met en évidence certaines des principales lacunes dans notre compréhension de ce domaine en développement rapide.

 

 

2. Aperçu de la thérapie cellulaire CAR-T

La thérapie cellulaire CAR-T utilise des cellules T génétiquement modifiées pour attaquer les cellules tumorales du patient. Ils sont basés sur le concept selon lequel des récepteurs modifiés composés de domaines de liaison à l'antigène dérivés d'anticorps et d'importants domaines de signalisation des récepteurs des lymphocytes T peuvent guider les lymphocytes T à réagir avec les cellules exprimant l'antigène (2). Bien que les constructions de ces récepteurs modifiés (c'est-à-dire les CAR) diffèrent entre les différentes thérapies à base de cellules CAR-T, les CAR ont le plus souvent des fragments variables à chaîne unique (scFv) comme domaines de liaison à l'antigène extracellulaire. Le domaine de transduction de signal intracellulaire comprend généralement le domaine CD3ζ du récepteur des lymphocytes T et le domaine costimulateur de CD28 ou 4-1BB (comme illustré sur la figure 1a).

Après la liaison à des antigènes spécifiques sur les cellules tumorales, le domaine de signal CAR activera la prolifération des cellules CAR-T, sécrétera des cytokines ou tuera les cellules tumorales cibles (3). La fabrication de la plupart des produits de cellules CAR-T, en particulier ceux qui ont été approuvés par les autorités réglementaires, repose sur les cellules T autologues du patient pour éviter le rejet des cellules CAR-T ou la transplantation en raison de différences d'histocompatibilité majeures et mineures. Dans un processus de fabrication typique, les cellules T du patient sont obtenues par séparation des leucocytes, génétiquement modifiées in vitro pour exprimer CAR, puis amplifiées en culture cellulaire, et finalement transférées au patient pour combattre les tumeurs (4) (Figure 1b).



Figure 1 Conception de CAR et son application dans l'immunothérapie adoptive des cellules T. (A) Conception CAR typique par rapport au complexe TCR naturel et à la costimulation. (B) Utilisation de la modification génétique pour exprimer des fragments variables de CA; TCR, récepteur des cellules T.

Les vecteurs de délivrance de gène les plus couramment utilisés sont les vecteurs y-rétroviraux ou les vecteurs lentiviraux (voir le tableau 1). Les deux types de vecteurs viraux peuvent réaliser des cellules RT à base de CAR in vitro pour une immunothérapie à cellules T autologues. Aperçu des méthodes générales. Abréviations: CAR, récepteur d'antigène chimérique; scFv, fragment variable à chaîne unique; TCR, récepteur des cellules T.

Les vecteurs de délivrance de gène les plus couramment utilisés sont les vecteurs y-rétroviraux ou les vecteurs lentiviraux (voir le tableau 1). Les deux types de vecteurs viraux peuvent efficacement délivrer des gènes CAR à des cellules T humaines stimulées in vitro. Les principaux risques pour la sécurité de l'utilisation de vecteurs viraux sont l'apparition de virus avec des capacités de réplication et la cancérogenèse due à l'insertion aléatoire de gènes dans le génome du vecteur. Cependant, les conceptions modernes de vecteurs rétroviraux et lentiviraux utilisent des génomes fractionnés pour l'empaquetage du vecteur et intègrent des délétions auto-inactivantes dans le génome viral, réduisant ainsi l'acceptation des retrovirus ou des vecteurs lentiviraux (5) dans γ La possibilité de répliquer des virus chez les patients atteints de lymphocytes T produits modifiés par le gène récepteur. De plus, il n'y a eu aucun rapport de tumorigenèse médiée par le support dans les cellules T humaines à ce jour.

Plusieurs méthodes de délivrance de gènes non viraux pour la fabrication de cellules CAR-T sont également à l'étude, notamment le système de transposon Sleeping Beauty (6), le système de transposon piggyBac (7, 8) et les systèmes basés sur l'ARN messager (ARNm) (9).

Deux rapports d'analyse sur les cellules CAR-T produites par des vecteurs lentiviraux montrent que l'efficacité de transduction n'a rien à voir avec la cinétique in vivo des cellules CAR-T (10, 11). La référence 12 fournit un examen plus complet des vecteurs de délivrance de gène utilisés dans les cellules CAR-T. La référence 4 résume le processus de production et la variation d'autres cellules CAR-T.

L'antigène cible des cellules CAR-T dépend de l'état de la tumeur. CD19 est un antigène largement exprimé par les cellules de la lignée des cellules B. Une autre cible de CAR qui a été largement étudiée est l'antigène de maturation des cellules B (BCMA). La BCMA existe sur les cellules plasmatiques et la thérapie cellulaire CAR-T ciblant la BCMA étudie activement le myélome multiple R / R (MM). Dans un certain nombre d'essais cliniques aux États-Unis et en Chine, les cellules CAR-T ciblant la BCMA ont montré des résultats encourageants (voir le tableau 1).

Définir les caractéristiques des médicaments vivants

Contrairement aux médicaments traditionnels définis par la composition chimique (qui peuvent être utilisés pour évaluer la pureté des produits et prédire leur efficacité), les cellules CAR-T sont composées d'une variété de cellules hétérogènes, qui sont dérivées de patients et peuvent apparaître pendant la fabrication. traiter. Grand changement.

Les cellules T sont divisées en deux sous-ensembles principaux. Les lymphocytes T CD8 + assurent la médiation de l'activité cytotoxique directe contre les cellules tumorales cibles par le biais de divers mécanismes, y compris la libération de perforine et de granzyme B et la signalisation du récepteur de la mort, qui déclenchent l'activation de la caspase dans les cellules cibles et conduisent à la mort apoptotique des cellules (figure 2).

Les lymphocytes T CD4 + peuvent contribuer à cette réponse immunitaire en soutenant la prolifération des lymphocytes T CD8 +, la production de cytokines à fonction effectrice et l'activité cytotoxique directe (15, 16). Ces sous-ensembles de cellules T partent de cellules immatures et se différencient progressivement en une variété de cellules mémoire ou effectrices. Les cellules T naïves et à mémoire ont la capacité de prolifération la plus élevée après stimulation, et les cellules effectrices différenciées coordonnent l'élimination des cellules tumorales ciblées à travers des dizaines d'états de différenciation différents dans le phénotype et la fonction.

Figure 2 Le mécanisme d'action des cellules CAR-T. CAR comprend le plus souvent le domaine de liaison à l'antigène extracellulaire de scFv et le domaine de signalisation intracellulaire, ce dernier comprenant généralement le domaine TCRCD3ζ et le domaine costimulateur de CD28 ou 4-1BB. Après la liaison à des antigènes spécifiques sur les cellules tumorales, le domaine de signal CAR activera la prolifération des cellules CAR-T, sécrétera des cytokines ou tuera les cellules tumorales cibles. Abréviations: BCMA, antigène de maturation des cellules B; CAR, récepteur d'antigène chimérique; scFv, fragment variable à chaîne unique; TCR, récepteur des cellules T.

Selon le Code of Federal Regulations, Titre 21, Section 600.3, «La pureté fait référence à l'absence relative de l'influence de substances non pertinentes dans le produit fini, qu'elles soient nocives pour le destinataire ou nocives pour le produit». Il est très difficile de définir la pureté des produits de cellules CAR-T. De plus, comme les cellules CAR-T sont fabriquées à partir des cellules T autologues de chaque patient, les matières premières varient considérablement, ce qui nuit à la cohérence d'un lot à l'autre du produit final.

Outre l'hétérogénéité que nous pouvons évaluer, il existe de nombreux niveaux de changement qui ne peuvent être mesurés. Dans le processus de fabrication, des différences aléatoires seront inévitablement introduites dans les produits de cellules CAR-T via des vecteurs de délivrance de gènes, car la plupart des méthodes actuelles (par exemple, les vecteurs γ-rétroviraux, les vecteurs lentiviraux ou les systèmes de transposons non viraux) entraîneront l'intégration de gènes à des emplacements aléatoires dans le génome.

Bien que la carcinogenèse médiée par le porteur dans les cellules T n'ait pas été rapportée à ce jour, le rôle de l'insertion aléatoire de gènes est toujours un facteur incontrôlable qui peut affecter les performances des cellules CAR-T chez les patients. Par exemple, il a été rapporté que des événements d'insertion aléatoire médiés par des vecteurs lentiviraux ont perturbé le gène de la méthylcytosine dioxygénase TET2 dans les cellules CAR-T, altérant ainsi épigénétiquement les cellules CAR-T et leur descendance ainsi que la capacité des clones cellulaires à proliférer. a été identifiée comme la cause de la rémission du patient (18). Bien que ce patient bénéficie du caractère aléatoire causé par le vecteur de délivrance de gène pour les cellules CAR-T, il ne peut être exclu que des mutations médiées par ce vecteur puissent également avoir un impact négatif sur l'efficacité des cellules CAR-T.

En plus de la pureté, il est également important de prédire l'efficacité du produit d'un point de vue réglementaire et du point de vue de fournir aux patients le produit efficace attendu. De nombreux tests fonctionnels ont été explorés en tant que tests d'activité potentiels pour les produits de cellules CAR-T. Les résultats du rapport de tisagenlecleucel montrent qu'il n'y a pratiquement pas de corrélation entre l'efficacité in vivo des cellules CAR-T et leurs fonctions in vitro, qui est déterminée par la production d'interféron-γ (IFN-γ) qui répond aux cellules tumorales exprimant le antigène (19).

Cela n'est pas surprenant, car la production de cette cytokine n'équivaut pas à une cytotoxicité. En outre, une grande partie du travail pour tuer les cellules cancéreuses après le transfert adoptif des cellules CAR-T est effectuée par la descendance des cellules injectées plutôt que par les cellules injectées elles-mêmes. Par conséquent, l'efficacité in vivo des cellules CAR-T peut dépendre de leur capacité de réplication, qui peut dépendre de la sous-population de différenciation mémoire de cellules CAR-T avec une capacité de réplication élevée mais moins de cytotoxicité ou de fonctions effectrices. Des études pertinentes menées avec tisagenlecleucel l'ont prouvé, montrant que l'un des meilleurs facteurs liés à l'efficacité des cellules CAR-T est les cellules T CD27 + CD45RO-CD8 + (une cellule T de type mémoire) dans le produit de séparation sanguine par aphérèse utilisé pour la CAR -T. Proportion de cellules produites par des sous-populations cellulaires (20, 21).

Des efforts sont en cours pour incorporer la sélection cellulaire dans le plan de production de cellules CAR-T, dans le but de formuler des produits cellulaires CAR-T avec des ingrédients et une puissance plus clairs. Dans une méthode, les cellules T CD8 + à mémoire centrale purifiées et les cellules T CD4 + ont été modifiées pour exprimer CAR, puis les cellules CAR + ont été enrichies, puis les cellules CD8 + et CD4 + CAR-T fabriquées ont été combinées selon un rapport 1: 1 déterminé. Utilisez un seul produit avant de l'injecter au patient (22-25). Cet accord est basé sur les résultats d'études précliniques, qui montrent que les cellules CAR-T qui ciblent le CD19 produit par des cellules T à mémoire centrale sélectionnées ou des cellules T naïves sont meilleures que les CAR-T produites par les cellules T mémoire effectrices une fois effacées.

Les cellules sont plus efficaces contre les cellules leucémiques CD19 + dans un modèle murin, et la combinaison de cellules CD8 + et CD4 + CAR-T exerce en synergie un effet anti-tumoral (26). Cependant, cette préparation de cellules CAR-T ciblée sur CD19 n'a pas encore montré une plus grande cohérence d'efficacité clinique dans les essais. De plus, la procédure de sélection des lymphocytes T mémoire CD8 + n'est pas réalisable chez tous les patients (22). Il y a encore beaucoup de travail à faire pour développer des produits avec une composition cellulaire plus claire, ce qui dépendra probablement d'une meilleure compréhension de la relation entre la biologie des cellules T et la qualité et l'efficacité des produits à cellules CAR-T.

 

 

Pharmacocinétique des cellules CAR-T

Les cellules CAR-T ont une forte capacité de prolifération après avoir rencontré des cellules cibles exprimant des antigènes, et certaines cellules CAR-T en tant que cellules mémoire peuvent être capables de durer de nombreuses années dans le corps. Ces caractéristiques rendent la pharmacocinétique des cellules CAR-T complètement différente des médicaments traditionnels. L'étude du tisagenlecleucel et de l'axiabtagène ciloleucel a montré que la cinétique précoce après l'administration cellulaire était similaire. Habituellement, les cellules CAR-T se dilateront en grande quantité après la perfusion et leur concentration dans le sang périphérique atteindra un pic dans les 7 à 14 jours suivant la perfusion. Ensuite, la concentration a tendance à diminuer en deux étapes générales. Dans les mois qui suivent l'élimination de la tumeur, une systole aiguë se produit, avec un taux de désintégration variable. Puis, chez certains patients,

Plusieurs facteurs affectent la dynamique des cellules CAR-T in vivo. Le premier facteur est inhérent à la structure CAR qui armait les lymphocytes T. Le domaine costimulateur de CAR (généralement à partir de CD28 ou 4-1BB) est essentiel pour initier et maintenir la prolifération des lymphocytes T clonaux. Cependant, le domaine costimulateur optimal n'est pas encore connu et peut dépendre de l'état de la tumeur. Le domaine costimulateur CD28 stimule la prolifération des cellules CAR-T et améliore les fonctions effectrices, en particulier la production de cytokines (27).

Le domaine costimulateur 4-1BB semble favoriser la survie et la persistance des cellules CAR-T, en particulier in vivo (28). Cependant, en raison des divers protocoles de fabrication des produits à cellules CAR-T, il est impossible de tirer des conclusions sur le domaine supérieur en utilisant différentes constructions CAR pour évaluer les données dans les essais cliniques. Une étude a tenté de comparer la cinétique de greffe entre les cellules CAR-T co-stimulées CD28 et 4-1BB, où les deux types de cellules CAR-T ont été mélangés dans un rapport 1: 1 avant la perfusion dans le patient, et leur implantation est simultanée surveillé par réaction en chaîne par polymérase quantitative (PCR).

Cette étude n'a pas révélé que dans les deux types de cellules CAR-T implantées, le temps nécessaire pour atteindre le pic d'expansion ou l'amplitude d'expansion déterminée par l'aire sous la courbe du jour 0 au jour 28 était statistiquement Il n'y a pas de différence significative (29 ). Néanmoins, ce résultat peut être dû à la petite cohorte de l'étude. Cette étude n'a pas non plus évalué la transplantation à long terme, car la différence de persistance des cellules CAR-T peut être plus prononcée. Les cellules CAR-T ciblant des antigènes alternatifs semblent présenter une cinétique de greffe similaire, comme le révèle la cinétique in vivo similaire des cellules CAR-T ciblant CD19 et BCMA produites par le même protocole.

La seule différence est le domaine de liaison à l'antigène (21, 30). Étant donné que de nombreuses constructions CAR sont composées de scFv murin comme domaine de liaison à l'antigène, il existe des préoccupations concernant le rejet immunitaire potentiel des cellules CAR-T chez les patients. Des anticorps anti-purine de souris préexistants ou induits ont été observés, mais ils ne semblent pas affecter la persistance ou l'efficacité des cellules CAR-T (10, 11, 31). Cependant, la réponse des lymphocytes T endogènes au scFv murin peut entraver l'implantation et l'efficacité des patients recevant la deuxième thérapie cellulaire CAR-T (22, 23).

La différence de qualité des sous-ensembles de cellules T obtenus chez les patients est le deuxième facteur important, qui peut affecter la cinétique et la durabilité à long terme de l'implantation des cellules CAR-T. Certaines études dans l'environnement préclinique ont montré qu'après un transfert adoptif, les cellules naïves, à mémoire de cellules souches et à mémoire centrale, les cellules T présentent la plus grande persistance et peuvent être la meilleure sous-population de cellules T de cellules CAR-T (32). Une analyse rétrospective de sujets atteints de LLC traités par thérapie cellulaire CAR-T avec ciblage de CD19 et co-stimulation 4-1BB a montré que la fréquence plus élevée de cellules T CD27 + CD45RO-CD8 + dans les consommables sanguins d'aphérèse a été utilisée pour améliorer la CAR L'expansion et la persistance de Cellules CAR-T liées aux cellules T et bons effets cliniques (20).

Chez les patients atteints de LLC et de MM, un rapport CD4: CD8 plus élevé des cellules T dans les produits d'aphérèse est également associé à une plus grande expansion des cellules CAR-T (20, 21). Aucune corrélation de ce type avec le rapport CD4: CD8 n'a été trouvée dans les produits cellulaires CART finaux (10, 11, 20, 21). Une étude sur les cellules CAR-T co-stimulées par CD28 a montré que chez les patients atteints des maladies suivantes, le pourcentage de cellules T à mémoire centrale dans le produit de cellules CAR-T (défini par CCR7 + CD45RA-) après perfusion était comparé à DLBCLCAR-T Il existe une corrélation entre l'expansion des pics de cellules (33). En général, les données disponibles indiquent que la cinétique in vivo des cellules CAR-T peut être affectée par la composition des sous-populations de cellules T avant et après la fabrication.

En plus de ces facteurs intrinsèques des cellules CAR-T, des facteurs externes peuvent également affecter la dynamique des cellules CAR-T. Selon les rapports, Tisagenlecleucel a une concentration maximale plus faible dans le sang périphérique, mais par rapport aux patients atteints de LAL-B, les patients atteints de DLBCL ont une persistance plus longue, ce qui peut être dû au transport des cellules CAR-T entre le sang et les tissus. La plupart des cellules cibles chez les patients atteints de DLBCL sont localisées dans les tissus, tandis que la plupart des cellules cibles chez les patients atteints de LAL-B se trouvent dans le sang.

Cette différence de transport peut entraîner une diminution de la concentration sanguine et une demi-vie prolongée des cellules CAR-T (11). La charge tumorale est un autre paramètre qui est souvent signalé comme étant positivement corrélé à l'expansion des cellules CAR T (10, 22, 24, 30). Dans une étude sur les cellules CAR-T qui ciblent CD19 dans la LAL-B, l'expansion maximale des cellules CAR-T n'est pas liée à la charge tumorale globale, mais est liée aux cellules CD19 + composées de cellules B tumorales et non tumorales dans l'os moelle (25). Ces corrélations peuvent être expliquées par la présence de cellules cibles plus exprimant l'antigène, ce qui conduit à une stimulation et une prolifération plus fréquentes des cellules CAR-T.

Cependant, dans l'étude des cellules CAR-T co-stimulées par CD28 dans DLBCL, la relation entre la charge tumorale et l'expression de l'antigène et la greffe et la dynamique des cellules CAR-T n'a pas été déterminée. Cela peut être dû au fait que les cellules CAR-T ciblent les tissus cibles. En raison du transport. Il peut réduire la concentration de cellules CAR-T dans le sang prélevé (11). Malgré des données limitées, la dynamique des cellules CAR-T ne semble pas être affectée par les données démographiques des patients (comme le sexe, l'âge, la race et le poids), la cytogénétique tumorale, le stade de la maladie ou le traitement antérieur (10, 11).

Les facteurs cliniques qui peuvent être contrôlés dans une certaine mesure modifieront également la cinétique d'implantation des cellules CAR-T. Plus particulièrement, la chimiothérapie avant l'injection de cellules CAR-T augmentera la valeur maximale de l'expansion des cellules T. L'intérêt des patients recevant une chimiothérapie avant l'immunothérapie à cellules T a été initialement reconnu dans l'étude des lymphocytes infiltrant les tumeurs (TIL) dans le mélanome. Le traitement TIL nécessite une dissection préalable des ganglions lymphatiques pour obtenir la meilleure réponse clinique (34).

Les mécanismes sous-jacents qui améliorent l'expansion des cellules T et la greffe après la chimiothérapie par dissection des ganglions lymphatiques ne sont pas entièrement compris, mais ils peuvent être au moins en partie dus à la disponibilité accrue de cytokines à l'état d'équilibre telles que l'interleukine 7 (IL-7) et l'IL-15 . Réduire la compétition des cellules T de l'hôte endogène pour ces cytokines limitées (33, 35). La combinaison de cyclophosphamide et de fludarabine représente le schéma de chimiothérapie le plus couramment utilisé pour l'insuffisance lymphatique dans la recherche sur les cellules CAR-T.

Bien que le cyclophosphamide seul puisse favoriser l'implantation de cellules CAR-T (36), il a été démontré que l'association de fludarabine et de cyclophosphamide augmente la croissance des cellules CAR-T ciblées sur CD19 chez les patients adultes atteints de LAL B et de LNH. Expansion et persistance et survie sans progression (22, 23). De plus, dans une petite étude sur les cellules CAR-T ciblant le BCMA chez les patients MM, par rapport aux personnes sans dissection des ganglions lymphatiques, l'aspiration des ganglions lymphatiques médiée par le cyclophosphamide n'a pas eu d'implantation de cellules CAR-T ni d'impact significatif sur la réponse des cellules CAR-T, ce qui indique que bien qu'une expansion des cellules CAR-T plus cohérente ait été observée dans la cohorte de dissection des ganglions lymphatiques, les ganglions lymphatiques ne sont pas absolument nécessaires pour l'implantation des cellules CAR-T et la dissection de persistance (21). Par conséquent,

Enfin, contrairement à la plupart des médicaments traditionnels, la dose de cellules CAR-T perfusées n'est pas étroitement liée à la cinétique in vivo des cellules CAR-T chez le patient (10, 11, 25, 33, 37-39). Cela peut ne pas être surprenant, car les cellules CAR-T prolifèrent après que le CAR se lie à l'antigène pertinent et provoquent une expansion logarithmique du nombre de cellules CAR-T après la perfusion, ce qui peut compenser toute différence de dose initiale.

Pharmacocinétique des cellules CAR-T

Les effets cliniques des cellules CAR-T ont été démontrés dans les produits de cellules CAR-T ciblant CD19, et il existe de plus en plus de données sur les cellules CAR-T ciblées par BCMA. Le tableau 1 résume les données de la plupart des essais cliniques ciblant les cellules CAR-T contre CD19 et BCMA. L'histologie de la maladie est le principal facteur affectant la réponse clinique des cellules CAR-T (35). Le taux de réponse des produits à cellules CAR-T ciblant les CD19 aux patients atteints de LAL-B est plus élevé que celui des patients atteints de DLBCL ou de LLC (38-42).

Cela peut être dû à des différences de localisation de la tumeur, des caractéristiques des cellules tumorales et des micro-tumeurs.La qualité des cellules T du patient affectées par l'environnement ou le type de maladie (30). La cinétique de la réponse clinique dépend également du contexte de la maladie. Les patients atteints de LAL-B et de LLC traités avec des cellules CAR-T ciblant CD19 présentent généralement la réponse clinique la plus élevée dans le premier mois suivant la perfusion (30, 38, 43-45). Cependant, une réponse retardée peut survenir, parfois même plus d'un mois après la perfusion (18).

La réponse ne semble pas être liée aux caractéristiques du patient telles que la race, le sexe, l'âge, la longueur des télomères ou le nombre et le type de traitements antérieurs (20, 21, 38, 42, 45, 46). De plus, la densité d'antigène cible sur les cellules tumorales ne semble pas affecter l'efficacité des cellules CAR-T ciblant CD19 ou BCMA (21, 40, 42, 44, 45), et la réactivité au CD19 a été observée chez des patients atteints de DLBCL. Le niveau d'expression est faible voire indétectable (11, 38). La capacité de la faible densité d'antigène cible à activer les cellules CAR-T est cohérente avec les observations des récepteurs naturels des cellules T.

Dans cette observation, un seul peptide complexé avec le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) peut provoquer un signal d'activation (47). Cette excellente sensibilité des cellules CAR-T à la densité d'antigène peut être comparée aux thérapies à base d'anticorps, qui nécessitent généralement une densité d'antigène cible sensiblement plus élevée pour obtenir des effets pharmacodynamiques.

Dans les essais cliniques utilisant divers produits de cellules CAR-T, l'efficacité des cellules CAR-T est positivement corrélée avec l'expansion et la durabilité de CAR-T (10, 20, 21, 23, 24, 30, 31, 33, 38, 42 -44, 48), une seule étude a montré qu'il n'y avait pas de relation claire entre le pic d'expansion des cellules CAR-T et la réponse chez les patients atteints de DLBCL (11, 38). Par conséquent, les facteurs qui améliorent l'expansion et la persistance des cellules CAR-T peuvent contribuer à l'efficacité.

La corrélation entre la dose de cellules CAR-T et l'efficacité n'est pas évidente (10, 11, 37-40, 42, 45, 46). Parce que les cellules CAR-T ont la capacité de proliférer, leur expansion dans le corps est plus importante que le nombre initial injecté au patient. Cependant, dans plusieurs études sur les cellules CAR-T ciblant la BCMA chez les patients MM, bien que la taille de l'échantillon de ces essais soit relativement petite, des doses plus élevées conduisent souvent à de meilleurs résultats cliniques (21, 44, 48).

Comme mentionné dans la section 3, l'analyse rétrospective des matériaux de séparation sanguine utilisés pour fabriquer les produits à cellules CAR-T montre que la composition de la sous-population de cellules T des matériaux de séparation sanguine peut prédire le résultat clinique du traitement des cellules CAR-T avec une fréquence plus élevée. Le nombre de cellules T CD27 + CD45RO-CD8 + dans les matières premières pour la fabrication de cellules CAR-T est corrélé à l'amélioration des résultats cliniques chez les patients atteints de LLC et de MM (20, 21). En revanche, une analyse rétrospective des cellules CAR-T ciblant CD19 dans la LAL-B a montré que la fréquence plus élevée de LAG3 élevée / facteur de nécrose tumorale α (TNF-α) - faible dans le sang d'aphérèse usure les cellules CD8 + T et l'échec du traitement 49).

De plus, il a été rapporté que la polyvalence des cellules CAR-T avant la perfusion (définie comme le pourcentage de cellules multifonctionnelles multiplié par l'intensité médiane de fluorescence des cytokines sécrétées par ces cellules) est positivement corrélée à la réponse clinique des patients LNH (50 ). La question de savoir si ces biomarqueurs peuvent être utilisés pour prédire l'efficacité de l'ensemble du produit cellulaire CAR-T et de la maladie, et comment ces phénotypes favorisent l'amélioration de l'efficacité, nécessite encore des recherches supplémentaires.

Élucidé le mécanisme de résistance à la thérapie cellulaire CAR-T, c'est-à-dire que la résistance primaire et la résistance secondaire entraîneront une rechute après le traitement. Au moins deux mécanismes différents peuvent provoquer une résistance primaire. Tout d'abord, l'échec du traitement est attribué au manque d'implantation et d'expansion des cellules CAR-T, qu'il soit causé par les facteurs internes ou externes mentionnés ci-dessus, ce phénomène est observé dans l'ensemble des produits et maladies des cellules CAR-T, en particulier dans la LLC et MM (21, 42). Deuxièmement, des études sur les B-ALL ont montré que des défauts de signalisation des récepteurs de la mort dans les cellules leucémiques peuvent détruire le rôle important des tumeurs dans la résistance à médiation par les cellules CAR-T, et que ces défauts peuvent détruire tels que l'apoptose déclenchée par Fas. Et d'autres mécanismes provoquant la mort.

La pharmacorésistance secondaire est plus fréquente chez les patients pédiatriques et jeunes adultes atteints de LAL-B, avec une fréquence de réponse clinique élevée (> 80%) et un taux de récidive de la maladie relativement élevé (~ 40%) (35). Dans ce cas, la rechute semble être liée à deux mécanismes principaux. Le premier est de réduire la persistance des cellules CAR-T, en particulier la perte précoce de cellules CAR-T, qui est liée à la progression des tumeurs positives à l'antigène (6, 17, 20, 24, 30). Le second est la perte d'antigène, qui représente environ les deux tiers des cas de maladies récurrentes (10, 22, 40). Il existe de nombreuses raisons à la perte d'antigène. Le mécanisme principal est la mutation ou la délétion dans le locus cd19, qui détruit l'expression de l'antigène CD19 ou de l'épitope de liaison à l'anticorps (20). Par rapport aux patients traités avec des cellules CAR-T co-stimulées par CD28, la réponse des patients B-ALL traités avec des cellules CAR-T co-stimulées 4-1BB était plus durable (35). Cependant, quelle que soit la persistance des cellules CAR-T, la perte d'antigènes sur les cellules tumorales peut entraîner une récidive, ce qui est plus fréquent chez les patients traités avec des cellules CAR-T co-stimulées par 4-1BB. Cela peut être dû à leur persistance. Amélioré (35).

 

Effets secondaires

Le syndrome de libération des cytokines (SRC) et la neurotoxicité sont les événements indésirables les plus importants associés aux cellules CAR-T ciblant CD19 et BCMA (tableau supplémentaire 1). Le SRC est caractérisé par une poussée de cytokines inflammatoires (y compris l'IL-6, l'IFN-γ, le TNF-α, l'IL-2 et l'IL-10), qui sont produites par les lymphocytes activés et les cellules myéloïdes, et provoquent de la fièvre, y compris de la fièvre. y compris l'hypotension, l'hypoxie et le dysfonctionnement des organes (52, 53). L'apparition du SRC peut être rapide et la fièvre est l'un des premiers symptômes.

Dans l'essai d'enregistrement du gène iloleucel de l'abciximab dans la DLBCL, le délai médian d'apparition du SRC était de 2 jours (intervalle de 1 à 12 jours) et la durée médiane de 8 jours. Des cinétiques similaires ont été observées chez les patients atteints de DLBCL et les patients pédiatriques et jeunes adultes atteints de LAL-B. La sévérité du SRC varie d'une fièvre légère à une inflammation systémique potentiellement mortelle associée à une hypoxie, une insuffisance respiratoire aiguë et une hypotension nécessitant des soins intensifs. Dans la plupart des cas, le SRC peut être complètement résolu sans séquelles.

De nombreuses études ont utilisé plusieurs systèmes de notation du SRC sévère avec des critères différents (52), ce qui rend difficile la comparaison directe de la fréquence du SRC sévère dans l'ensemble de l'essai clinique. Cependant, comme le montre le tableau supplémentaire 1, l'incidence de tous les grades de SRC est très élevée. Dans les essais sur les cellules CAR-T pour CD19 et BCMA, 50 à 100% des patients traités ont présenté un SRC. Malgré les défis liés à la comparaison des performances, un SRC sévère (grades 3-4) survient toujours chez 0 à 47% des patients. Le CRS fatal est rare, mais cela peut arriver. Bien qu'aucun événement mortel n'ait été observé dans le DLBCL (111 sujets) ou la LAL pédiatrique et jeune adulte (75 sujets) dans l'essai du registre des micronoyaux de Tisagan, l'essai du registre de la pénicilline extracellulaire du gène axicarbabatan Deux événements du SRC de grade 5 (~ 2%) ont été signalés dans 101 sujets traités, un sujet a présenté un syndrome de type histiocytose lymphocytaire phagocytaire et l'autre sujet a subi un arrêt cardiaque (54). L'American Society for Transplantation and Cell Therapy a récemment développé un système de notation consensuel pour le SRC, qui devrait aider à améliorer la comparaison de la gravité du SRC dans tous les essais à l'avenir (53).

Le SRC est fortement corrélé aux taux sériques d'IL-6 et répond aux traitements de blocage de l'IL-6 tels que le tocilizumab. Ce médicament et le tisagenlecleucel ont obtenu en même temps l'approbation réglementaire pour la gestion du SRC. Compte tenu de la gravité potentielle du SRC, d'autres méthodes ont été explorées pour atténuer le risque de SRC sévère. Par exemple, dans certains essais, les cellules CAR-T ont été administrées en doses fractionnées sur 3 jours au lieu d'une seule perfusion à dose complète (tableau 1; tableau supplémentaire 1), mais cette stratégie manque de preuves pour étayer son efficacité. Une autre étude a utilisé des constructions CAR à faible affinité pour CD19 et a rapporté que les cellules CAR-T avec cette conception CAR n'induisaient pas de SRC sévère ou de neurotoxicité (57). Cependant, la charge tumorale des patients participant à cette étude était relativement faible, ce qui confond la comparaison de cette conception de VOITURE avec d'autres conceptions de VOITURE. Plusieurs groupes ont tenté d'identifier des biomarqueurs capables de prédire le SRC, mais cette découverte est remise en question par l'apparition rapide du SRC (21, 22, 24, 31, 40, 42, 44).

La neurotoxicité est un autre effet indésirable relativement fréquent des cellules CAR-T, qui n'était pas anticipé par les études précliniques. De l'irritation légère, des maux de tête et de l'aphasie à la réduction de la conscience, aux tremblements, à l'épilepsie et à l'œdème cérébral, la neurotoxicité peut se manifester par une série de symptômes neurologiques (58, 59). La neurotoxicité a tendance à survenir plus tard que le SRC (40), et la plupart des études ont montré que le délai médian d'apparition est de 4 à 6 jours (38, 43, 46, 58, 59). La plupart des neurotoxicités observées sont spontanément résolutives et réversibles, mais une neurotoxicité mortelle a été rapportée (41).

Le mécanisme de la neurotoxicité n'a pas encore été complètement révélé. Deux études (58, 59) ont associé une neurotoxicité sévère à l'activation des cellules endothéliales et au dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique, ce qui peut permettre aux cytokines inflammatoires de pénétrer dans le système nerveux central (SNC). La présence de cellules CAR-T dans le système nerveux central ne semble pas être liée à la neurotoxicité (30, 40, 42, 59). Cependant, la possibilité que l'activation des cellules T se produise localement dans le SNC via les cellules B ou les plasmocytes dans le SNC n'a pas été complètement exclue. Comme le SRC, la neurotoxicité est liée à l'expansion des cellules CAR-T (23, 24, 30, 33, 46, 54) et à la charge tumorale (22, 24, 30, 46), bien que les preuves suggèrent qu'elle est liée aux cellules CAR-T dose incohérente (comparer 10, 11 et 25 avec 21-23). Bien qu'une neurotoxicité sévère soit généralement associée à un SRC concomitant (39, 58, 59) et des niveaux accrus d'IL-6 et d'IFN-γ (21-24, 33), la neurotoxicité est moins sensible au traitement par tocilizumab (40, 58, 59) et elle manque de mesures d'intervention claires. Par conséquent, il est nécessaire d'étudier plus avant les mécanismes et les traitements de la neurotoxicité pour améliorer la sécurité des cellules CAR-T.

Enfin, l'hypoplasie des cellules B est un effet secondaire attendu de la thérapie dirigée contre CD19, qui survient chez la plupart des patients avec une implantation persistante de cellules CAR-T. Chez les patients atteints de LAL-B, il a été considéré que le manque de cellules B est un biomarqueur de la persistance de la fonction des cellules CAR-T. Chez ces patients, la récupération précoce des cellules B est associée à une récidive antigénique positive (10, 40). Malgré le manque de cellules B normales, l'immunité humorale peut être maintenue en raison de la présence de cellules plasmatiques à longue durée de vie, dépourvues d'expression de CD19 (60).

 

Résumer : 

Les thérapies basées sur les cellules CAR-T sont des thérapies novatrices qui diffèrent des thérapies médicamenteuses traditionnelles, et ces thérapies deviennent rapidement la norme de soins pour plusieurs tumeurs malignes des cellules B. Bien qu'initialement développé dans l'environnement de la maladie R / R, leur position dans le paradigme de traitement peut changer, et l'essai a évalué le tisagenlecleucel en tant que traitement de première intention de la LAL-B à haut risque.

Il existe encore de nombreuses questions entourant les mécanismes sous-jacents à la toxicité unique observée avec ces thérapies. Il est très nécessaire de prévenir ces effets indésirables graves. Il est prouvé que le tocilizumab prophylactique peut réduire la gravité du SRC sans réduire la fonction anti-leucémique (56, 65).

À mesure que notre compréhension du mécanisme augmente, des stratégies utilisant des méthodes avancées d'édition de gènes et d'ingénierie cellulaire peuvent devenir réalisables pour éliminer les cytokines clés dérivées des cellules T (telles que l'IL-1 et le GM-CSF), et ces dernières peuvent être une force motrice importante pour CRS (66, 67). De plus de 400 essais cliniques différents explorant les méthodes de traitement des cellules CAR-T, il est également évident que plus de ces thérapies seront approuvées par les autorités réglementaires, en particulier la thérapie cellulaire CAR-T pour BCMA a montré d'excellentes performances Activité clinique, malgré défis persistants et peut-être uniques en matière de durabilité (tableau 1).

 

 

 

 

(source: internet, référence uniquement)