Thérapie cellulaire en oncohématologie

Thérapie cellulaire en oncohématologie Etat des lieux et perspectives Unité U917/SITI-TC MICA UE9 11 octobre 2013 Karin Tarte karin.tarte@univ-rennes1.fr

Thérapie Cellulaire et oncohémato l Deux grandes indications de la TC l Immunothérapie Stimulation de l immunité anti-tumorale et/ou anti-infectieuse Inhibition du SI (MAI, sepsis) l Régénération tissulaire Os, vaisseaux, myocarde, neurones l Ces 2 indications sont intimement liées l En hémato-onco l Remplacement de la cellule tumorale par une cellule saine = auto ou allogreffe de CSH l Immunité anti-tumorale = allogreffe de CSH, immunothérapie adoptive (Tαβ, Tγδ, ), immunothérapie active (Ag sous forme immunogène) l Prise en charge des complications immunologiques des traitements = infection (T anti-cmv) et GVHD (CSM,Treg)

DONNEUR L allogreffe de CSH GREFFON Cord blood G-CSF MO/pré-DC CSH CD34 pos T Cord blood RECEVEUR 1. Effet de support 2. Effet immunologique 26 000 allogreffes en 2009 Chimiothérapie Radiothérapie 1. Immunosuppression anti-rejet 2. Reduction de la masse tumorale

GVH/GVL: les grands principes Phase 1: Dommages tissulaires + destruction tumorale Conditionnement (irradiation, chimio) DC de l hôte HLA mha (+/- spécifiques) Phase 2: Activation immunitaire LPS Cytokines et chimiokines inflammatoires Ag libérés par la mort cellulaire Lymphocytes du donneur TCD4 TCD8 B/plasmo Amplification Cytokines Cytotoxicité directe Anticorps Phase 3: Destructions tissulaires + Destruction des cellules tumorlaes résiduelles CPA du receveur

GVH/GVL: les grands principes Phase 1: Dommages tissulaires + destruction tumorale Conditionnement (irradiation, chimio) DC de l hôte HLA mha (+/- spécifiques) Phase 2: Activation immunitaire LPS Cytokines et chimiokines inflammatoires Ag libérés par la mort cellulaire Lymphocytes du donneur TCD4 TCD8 B/plasmo Amplification Cytokines Cytotoxicité directe Anticorps La réponse immunitaire induite par les cellules du receveur peut avoir un effet positif ET négatif sur le pronostic du patient greffé Phase 3: Destructions tissulaires + Destruction des cellules tumorlaes résiduelles CPA du receveur

Thérapie cellulaire et GVL l DLI post greffe (Cellules sanguines du donneur contenant une dose définie de lymphocytes T) l Utilisation de donneurs KIR-mismatch ( contenus dans greffon ou DLI) Rec inh (KIR) Rec inh (KIR) Classe I Cellule tumorale Cellule tumorale LYSE l Lymphocytes T modifiés Cellules du donneur Introduction du Sélection gène HSV-TK puis (+/- marqueur mb) injection et expansion Peuvent persister 10 ans après injection (anti-cd3) et tjs polyclonaux mais délétions dans HSV-TK (Deschamps et al Blood 2007; 110:3842) Reconstitution immune + GVL Si toxicité (GVH) = administration de ganciclovir 11/50 GVHD toutes contrôlées par ganciclovir Ciceri et al Lancet Oncol. 2009 10:489

Thérapie cellulaire et GVL l L avenir: réinjection de T spécifiques d un Ag tumoral (stimulations spécifiques, TCR spécifique cloné ) l Cas particulier des lymphomes EBV post-greffe Injection de CTL anti-ebv Rooney et al. Blood 1998; 92:1549 Heslop et al. Nat Med 1996; 2:551

En dehors de la greffe, Immunothérapie adoptive en oncohématologie l TIL que tumeurs solides l Peu d études avec TCD8 spécifiques mais intérêt ++ l Intérêt pour les Tγδ et les car tumeurs hémato très sensibles l Association possible avec des Ac antitumeur

Injection de T exprimant un CAR l Développement dans les néoplasies B Lymphocytes T Stimulation (anti-cd3/anti-cd28) + CAR CD19 dans vecteur LTV/RTV T anti-cd19 TCR endogène scfv anti-cd19 CAR CD19 LYSE B tumoral (LLC, FL, autres lymphomes B) 28 patients traités dans 6 essais cliniques Importance de la masse tumorale (E:T ratio) Nécessité d un préconditionnement Expansion ++ in vivo Efficacité clinique de type preuve de concept Variante: transduction de T anti-ebv Molécule de costimulation (CD28 ou CD137) Molécule de signalisation (CD3ζ) Implication de Novartis depuis 2012 Porter et al. NEJM 2011; 365:8 Davila et al. OncoImmunology 2012; 1:1577

Immunothérapie par transfert adoptif de lymphocytes Tγδ Immunothérapie adoptive + BrHPP (phosphoag) + IL-2 Expansion in vitro (BrHPP +IL-2) Tγδ Tγδ Tγδ Tγδ Tγδ Activation in vivo Intéret potentiel dans MM et NHL B (sensibilité démontrée des cellules tumorales)

Immunothérapie adoptive par allogéniques Cellules sanguines d un donneur allogénique T B Version 2 Déplétion CD3 + amplification (IL-2) B + IL-2 Chimiothérapie immunosuppressive Persistance ET amplification CR 5/19 patients LAM bad prognosis Marche si: FORTE immunosup. + mismatch KIR Effet II: 1 lymphoprolifération EBV à partir des B contaminants Miller et al. Blood 2005; 105:3051 Cellules sanguines d un donneur allogénique avec KIR mismatch T B Purification CD56 + amplification (IL-2) + IL-2 Chimiothérapie immunosuppressive FORTE et cytoréductrice Patient LAM

Immunothérapie active l Ag tumoraux Partagé Tumeur spécifique (moins de tolérance, pas d autoimmunité) Induit précocément Rôle dans la cancérogenèse Multiples l Dans néoplasies B matures: Ag cancer-testis (MM) et IDIOTYPE (FL) idiotype Réponse immune chez les patients Très spécifique VL Mise en place de multiples essais cliniques dans le FL avec carrier et adjuvant= Id-KLH + GM-CSF (SC) Réponses immunes OK (anti-id immune response et lyse tumorale avec induction de CR moléculaires prolongées) mais pas de bénéfice clinique (3 essais de phase III randomisés Freedman JCO 2009; 27:3036) VH

Capacités fonctionnelles des DC myéloïdes en fonction du stade de maturation DC immatures Ag bactériens ou viraux DC matures Ag CCR1 CCR5 Récepteurs Lectiniques (CD205...) TNF, IL-1, IL-6, CCL3, CCL4, CCL5 α v β 3/5 Tissus (LC et DC intersticielles) : Capture de l Ag TLR4 (LPS), TLR2 (lipoprotéines, peptidoglycane...) DC-SIGN (HIV, M. tuberculosis...) TLR8 (ARN simple brin, imiquimod) TLR3 (ARN dble brin) NOD (dérivés du peptidoglycane) MFG-E8 CD91 LOX Hsp-Ag Cellule apoptotique Signal de danger Vaisseaux lymphatiques: Maturation CD83 CD70 CD38 DC- LAMP IL-12 CCR7 CMH I Ganglions (IDC): Activation des lymphocytes T CMH II CD86 CD80 CCL21 CCL19

Les cellules dendritiques comme vecteur vaccinal DC immature DC mature (irréversible) Cytaphérèse Etape 1 Purification des monocytes Méthode de référence: Elutriation (billes magnétiques, Adhérence) MO Etape 2 Différentiation en idc Méthode de référence: GM-CSF/IL-4 (IL-13) 5 jours Etape 3 Maturation PAS de méthode de référence: 1- TNF +/-IL-1, (IL-6), 2- PGE2 3- Poly (I:C), autres ligands TLR, vaccins 6 à 48 h Charge par les Ag tumoraux à internaliser: protéines, lysats, corps apoptotiques, ARN +/- KLH Peptides CMH-restreints classe I ET classe II

Les cellules dendritiques comme vecteur vaccinal l Plusieures pistes explorées en oncohémato (phases I/II) l DC + Id, DC + autres Ag tumoraux l DC + lysat tumoral l DC + corps apoptotiques l DC + ligands T l Peu de réponses objectives MAIS l Agrément par la FDA du Sipuleucel-T en avril 2010 et aval Medicare en juin 2011 (Kantoff et al NEJM 2010; 363:411) l Optimisation claire des DC l Avenir= JOUER SUR LE CONTEXTE TUMORAL Inhibition Treg (cyclophosphamide, Ontak (IL2/DTT) et pas anti- CD25, anti-ctla4 ) Inhibition IDO, STAT3, PD-1, TGF-β Faible masse

Prise en charge des complications de l allogreffe l Immunité anti-infectieuse (CMV) T T B T Cellules du donneur d allogreffe TCR anti-cmv T Stimulation Ag CMV puis TRI des T spécifiques fonctionnels (IFN-γ pos ou TCRspé pos ) Patient avec infection CMV résistante 1. anti-cd45/anti-ifnγ 2. anti-ifnγ microbilles Réponse chez 15/18 patients Expansion T anti-cmv in vivo Pas d induction/aggravation GVHD Feuchtinger et al. Blood 2010; 116:4360

Prise en charge des complications de l allogreffe l Prise en charge/prévention de la GVHD, les CSM Ostéoblastes Moelle osseuse Gelée de Warthon Tissu Adipeux J10-J12 Adipocytes Adhérence Culture en - SVF/FGF2 - PL Chondrocytes T cells T cells + CSM Puissant effet immunosuppresseur et anti-inflammatoire non-hla restreint CFSE

CSM et immunorégulation: mécanismes Survie Prolifération Différentiation B B B Immunité Adaptative Monocyte Treg Treg Treg TGFβ, shla-g IL-6, IL-10 CCL2 PGE2 IL-6, IL-10 Différentiation CDi Survie Prolifération IFN-γ IFN-γ TNF-α T αβ T αβ T αβ IDO (inos, HO-1) shla-g, PGE2, IL-10, TGFβ Galectines Jagged-1 Maturation CDm IL-12 Activation T

CSM et immunorégulation: mécanismes Survie Neutrophile Migration Burst oxydatif Immunité Innée Macrophage IL-12 TNF-α IL1Ra PGE2 IL-6 TSG-6 IDO PGE2 shla-g IL-10 Prolifération Cytotoxicité IFN-γ IFN-γ TNF-α T γδ T γδ T γδ PGE2 KILLING IFN-γ TNF-α Survie Prolifération Cytotoxicité IFN-γ activés

Prolifération T Activated T cells Activated T cells + CSM Activated T cells + CSM + L-1MT 8 Activated T cells + CSM + D-1MT Index de prolif 6 4 2 Index de prolif 6 4 2 Prolifération 0 T + anticd3/28 CSM CSM + L-1MT CSM + D-1MT + - + + + - - - + + IL-2 CSM CSM + L-1MT CSM + D-1MT 0 + - + + + - - - +

Prise en charge des complications de l allogreffe l Prise en charge de la GVHD, les CSM Pas de transformation des CSM chez l homme (Tarte et al Blood 2010; 115:1549) Pas + d infection ni de rechute Essais en cours Attention à la standardisation Le Blanc et al. Lancet 2004;363:1439 Le Blanc et al. Lancet 2008;371:1579

Culture protocol Donor number (Age) PD (Proliferation rate) Karyotype P1 Karyotype P2 htert P1 MSC production & control: French experience FCS/FGF-2 1A (55 y) 23 (29.5) 46, XX [15] ND Neg Platelet Lysate 2A (38 y) 23 (209.2) 46, XX [17] 46,XX [21] Neg 3A (32 y) 22 (170.8) 46, XY [17] 46,XY [20] Neg 4A (29 y) 20 (145.8) 46, XX [14] ND Neg 5A (41 y) 24 (20.9) 46, XY [16] ND Neg 6A (33 y) 21 (78.2) 49, XY, +5, +8, +20 [3]/ 46, XY [19] 46,XY [31] 7A (50 y) 19 (4.6) 46, XY [21] ND Neg 8A (30 y) 21 (47.9) 46, XY [6] 46,XY [21] Neg 9A (61 y) 20 (18.1) 49, XY, +5, +8, +20 [3]/ 46, XY [18] 46,XY [29] 10A (28 y) 19 (39.8) 46, XY [27] ND Neg 11A (48 y) 24 (34) 46, XX [30] 46,XX [30] Neg 12A (47 y) 22 (44.6) 47, XX, +5 [15]/ 46, XX [5] 13A (56 y) 20 (54.2) 46, XY [20] ND Neg 12A2 (47 y) 20 (57.5) 47, XX, +5 [3]/ 46, XX [17] 47,XX,+5[2]/ ND 46,XX[28]/ 13A2 (56 y) 17 (9.44) 46, XY [30] ND ND 12B (47 y) 18 (6.2) 46,XX [28]/ 47,XX,+5 [2] 47,XX +5[2]/ Neg 46,XX [28] 13B (56 y) 16 (1.5) 46, XY [30] 46,XY [30] Neg 14B* (27 y) 17 (16.2) 46,XY [30] 46,XY [30] Neg 15B* (33 y) 15 (1.3) 46,XY [30] 46,XY [30] Neg 16B* (23 y) 19 (16.5) 46,XY [30] ND ND Ø Aneuploidies récurrentes, non liées au process, donneurs dépendantes, désavantage sélectif ND Neg Neg Neg

MSC production & control: French experience l Entrée en senescence in vitro l Arret de croissance à PD 35-52 l Pas d expression de htert, de modulation de c-myc l Induction de p16 entre P4 et P7 (sauf 12) l Staining β-gal 12A2 0% Early 94% Late 0% 97% 11A l Pas de colonies en agar ni de tumeur chez la SCID - Définition de guidelines pour la validation des productions de CSM de grade clinique à l échelle nationale et européenne.

Prise en charge des complications de l allogreffe l Prise en charge/prévention de la GVHD, les Treg l TCD4 pos CD25 pos l Tr1 2 études de faisabilité publiée avec UCB ou PBderived Treg (Brunstein et al Blood 2011;117:1061 & Di Ianni et al Blood 2011;117:3921) Travaux en cours sur l expansion de Treg alloréactifs Expansion Treg in vivo i) par faible dose d IL-2 dans un contexte de GVHD chronique réfractaire (12/23 réponses objectives, Koreth et al NEJM 2011; 365:2055); ii) par traitement azacitidine (27 pts AML allogreffés, augmentation nb Treg et réponse TCD8 anti-tumeur, Goodyear et al Blood 2012; 119:3361)

CSH Routine Peu de manipulation Conclusion/Perspective Tissu sain CSM Tγδ TCD4 TCD8 Treg Manipulations +/- complexes (amplification CSM, amplification/activation Treg) Manipulations +/- complexes (activation Tγδ/, DC chargées) Tumeur Virus Peu de manipulation (DLI) Manipulations complexes (T spécifiques, T modifiés) L oncohématologie est le 1 er pourvoyeur d applications cliniques multiples en thérapie cellulaire