Сравнение функционального и иммунофенотипического профиля анти-CD19 модифицированных Т-клеток, экспрессирующих химерный антигенный рецептор, полученных от здоровых доноров и больных B-клеточным острым лимфобластным лейкозом, при длительной рестимуляции in vitro

Введение. Важной характеристикой терапии модифицированными Т-клетками, экспрессирующими химерный антигенный рецептор (chimeric antigen receptor, CAR), является продолжительность персистенции CAR T-клеток в организме больного. Длительная рестимуляция CAR T-клеточного продукта in vitro с последующим анализом его субпопуляционного состава и цитотоксической активности является одним из способов моделирования поведения клеток в организме больных.

Цель: изучить иммунофенотип, показатели истощения и функциональные характеристики анти-CD19 CAR T-клеточных продуктов, полученных из клеток здоровых доноров и больных В-клеточным острым лимфобластным лейкозом (В-ОЛЛ), в условиях длительной рестимуляции in vitro.

Материалы и методы. Анти-CD19 CAR T-клеточный продукт получили из клеток 5 здоровых доноров и 3 больных B-ОЛЛ. Проведено изучение иммунофенотипа полученных клеточных продуктов в условиях повторяющейся антигенной рестимуляции in vitro с использованием таргетной клеточной линии NALM6, несущей антиген CD19, в течение 7–10 дней. В каждой точке эксперимента были оценены пролиферативная и цитотоксическая активность, экспрессия маркеров истощения и динамика изменения субпопуляционного состава CAR-Т-клеток памяти (иммунофенотип).

Результаты. Анти-CD19 CAR T-лимфоциты обладали выраженной цитотоксической активностью вне зависимости от источника лимфоцитов (здоровые доноры/больные). В процессе длительной антигенной рестимуляции всех клеточных продуктов наблюдалось уменьшение доли наивных (TN) и эффекторных (TE) CAR T-клеток и увеличение доли клеток центральной (ТСМ) и эффекторной памяти (ТЕМ). CAR T-клетки демонстрировали повышение экспрессии маркеров истощения (PD1, TIM3) вне зависимости от происхождения клеток и соотношения эффектор : таргет.

Заключение. Анализ цитотоксической активности и иммунофенотипического состава CAR T-клеточных продуктов в условиях длительной рестимуляции выявил тенденцию к снижению цитотоксической активности и отличия в динамике пролиферации и популяционного состава между клеточными продуктами, полученными от больных В-ОЛЛ и здоровых доноров.

1. Maude S.L., Frey N., Shaw P.A., et al. Chimeric Antigen Receptor T Cells for Sustained Remissions in Leukemia. N Engl J Med. 2014;371(16):1507–17. DOI: 10.1056/NEJMoa1407222.

2. Xu X., Sun Q., Liang X., et al. Mechanisms of Relapse After CD19 CAR T-Cell Therapy for Acute Lymphoblastic Leukemia and Its Prevention and Treatment Strategies. Front Immunol. 2019;10:2664. DOI: 10.3389/fimmu.2019.02664.

3. Garfall A.L., Dancy E.K., Cohen A.D., et al. T-cell phenotypes associated with effective CAR T-cell therapy in postinduction vs relapsed multiple myeloma. Blood Adv. 2019;3(19):2812–5. DOI: 10.1182/bloodadvances.2019000600.

4. Si X., Xiao L., Brown C.E., et al. Preclinical Evaluation of CAR T Cell Function: In Vitro and In Vivo Models. Int J Mol Sci. 2022;23(6):3154. DOI: 10.3390/ijms23063154.

5. García-Calderón C.B., Sierro-Martínez B., García-Guerrero E., et al. Monitoring of kinetics and exhaustion markers of circulating CAR T cells as early predictive factors in patients with B-cell malignancies. Front Immunol. 2023;1–14. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1152498.

6. Haradhvala N.J., Leick M.B., Maurer K., et al. Distinct cellular dynamics associated with response to CAR T therapy for refractory B cell lymphoma. Nat Med. 2022;28(9):1848–59. DOI: 10.1038/s41591-022-01959-0.

7. Deng Q., Han G., Puebla-Osorio N., et al. Characteristics of anti-CD19 CAR T cell infusion products associated with efficacy and toxicity in patients with large B cell lymphomas. Nat Med. 2020;26(12):1878–87. DOI: 10.1038/s41591-020-1061-7.

8. Schober K., Voit F., Grassmann S., et al. Reverse TCR repertoire evolution toward dominant low-affinity clones during chronic CMV infection. Nat Immunol. 2020;21(4):434–41. DOI: 10.1038/s41590-020-0628-2.

9. Graham C.E., Jozwik A., Quartey-Papafio R., et al. Gene-edited healthy donor CAR T cells show superior anti-tumour activity compared to CAR T cells derived from patients with lymphoma in an in vivo model of high-grade lymphoma. Leukemia. 2021;35(12):3581–4. DOI: 10.1038/s41375-021-01324-z.

10. Fraietta J.A., Lacey S.F., Orlando E.J., et al. Determinants of response and resistance to CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy of chronic lymphocytic leukemia. Nat Med. 2018;24(5):563–71. DOI: 10.1038/s41591-0180010-1.

11. Das R.K., Vernau L., Grupp S.A., et al. Naïve T-cell Deficits at Diagnosis and after Chemotherapy Impair Cell Therapy Potential in Pediatric Cancers. Cancer Discov. 2019;9(4):492–9. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-18-1314.

12. Zhang D.K.Y., Adu-Berchie K., Iyer S., et al. Enhancing CAR T cell functionality in a patient-specific manner. Nat Commun. 2023;14(1):506. DOI: 10.1038/s41467-023-36126-7.

13. Arcangeli S., Falcone L., Camisa B., et al. Next-Generation Manufacturing Protocols Enriching TSCM CAR T Cells Can Overcome Disease-Specific T Cell Defects in Cancer Patients. Front Immunol. 2020;1–11. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01217.

14. Ren H., Cao K., Wang M. A Correlation Between Differentiation Phenotypes of Infused T Cells and Anti-Cancer Immunotherapy. Front Immunol. 2021;1–12. DOI: 10.3389/fimmu.2021.745109.

15. Jackson Z., Hong C., Schauner R., et al. Sequential Single-Cell Transcriptional and Protein Marker Profiling Reveals TIGIT as a Marker of CD19 CAR T Cell Dysfunction in Patients with Non-Hodgkin Lymphoma. Cancer Discov. 2022;12(8):1886–903. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-21-1586.