Pediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyPediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyВопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии1726-17082414-9314Fund Doctors, Innovations, Science for Children50510.24287/1726-1708-2021-20-2-30-38ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИThe fist experience of using locally manufactured CAR-T cells in patients with relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia in BelarusПервый опыт применения локально изготовленных CAR-T-клеток у пациентов с рецидивным/ рефрактерным острым лимфобластным лейкозом в Беларусиhttps://orcid.org/0000-0003-0143-1921AleinikovaO. V.АлейниковаО. В.
Belarus

 Olga V. Aleinikova, Corresponding Member of the NationalAcademy of Sciences of Belarus, dr. med. sci., Professor, Senior Researcher43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

 Ольга Витальевна Алейникова, член-корр. НАН РБ, д-р мед. наук, профессор, главный научный сотрудник223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

 

aleinikova2004@mail.ruMigasA. A.МигасА. А.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

StolyarovaE. A.СтоляроваЕ. А.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

PunkoA. V.ПунькоА. В.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

MovchanL. V.МовчанЛ. В.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

KlychA. V.КлычА. В.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

MishkovaO. A.МишковаО. А.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

HillA. V.ГильА. В.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

MeleshkoA. N.МелешкоА. Н.
Belarus

43 Frunzenskaya St., Borovlyany 223053, Minsk region

223053, Минский район, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, 43

KonoplyaN. E.КонопляН. Е.
Belarus

 Lesnoy, Minsk region

 Минский район, аг. Лесной

Belarusian Research Center for Pediatric Oncology, Hematology and ImmunologyГУ «Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии»N.N. Alexandrov National Cancer CentreГУ «Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова»2205202120230382005202120052021Copyright ©; 2021, «D. Rogachev NMRCPHOI»Copyright ©; 2021, ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России2021«D. Rogachev NMRCPHOI»ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава Россииhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://hemoncim.com/jour/article/view/505

The results of treatment of recurrent/refractory acute lymphoblastic leukemia (ALL) with both standard and high-dose chemotherapy are unsatisfactory and require the development of new therapeutic options. The use of immunotherapy approaches opens up new perspectives for patients whose cytotoxic chemotherapy was ineffctive or intolerable. This article describes the experience of using CD19 CAR-T cells manufactured at the Republican Scientifi and Practical Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology after lymphodepletion with fldarabine and cyclophosphamide in two patients over 18 years of age with refractory relapse of ALL. Other possibilities of conservative treatment for these patients have been exhausted. The study was approved by the Independent Ethics Committee and the Scientifi Council of the Belarusian Research Center for Pediatric Oncology, Hematology and Immunology (Republic of Belarus). The chimeric 2nd generation receptor was constructed from the anti-CD19 scFv antibody fragment, the CD28 transmembrane domain, signaling domains of the 4-1BB and CD3z proteins, and transduced into T-lymphocytes as part of the pWPXL lentiviral vector. The cell product was obtained by separation and separate processing of CD4 and CD8 lymphocytes in the presence of IL-7 and IL-15. The subpopulation composition of the resulting CAR-T cell product and the expression of immune checkpoints were assessed. The results obtained indicate a high antileukemic activity of the obtained CAR-T cells. Monitoring of CAR-T cells' persistence, the level of minimal residual disease, and the spectrum of inflmmatory cytokines in the blood was performed. Both patients responded to CAR-T therapy by lowering their blast cell levels. Treatment was accompanied by a cytokine release syndrome controlled by a recombinant monoclonal antibody to the human IL-6 receptor, tocilizumab. The developed and replicated laboratory-derived CAR-T cell technology can be used to treat patients with severe relapsed/refractory B-line ALL as rescue therapy and provide additional chances for their cure.

Результаты лечения рецидивного/рефрактерного острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ) с помощью как стандартной, так и высокодозной химиотерапии являются неудовлетворительными и требуют разработки новых терапевтических опций. Применение подходов иммунотерапии открывает новые перспективы перед пациентами, у которых цитотоксическая химиотерапия оказалась неэффективной или непереносимой. Данная статья представляет собой описание опыта использования изготовленных на базе Республиканского научно-практического центра детской онкологии, гематологии и иммунологии CD19 CAR-Т-клеток после режима лимфодеплеции флударабином и циклофосфамидом у 2 пациентов старше 18 лет с рефрактерным рецидивом ОЛЛ. Иные возможности консервативного лечения для этих пациентов были исчерпаны. Данное исследование одобрено независимым этическим комитетом и утверждено решением ученого совета ГУ «Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии» (Республика Беларусь). Химерный рецептор 2-го поколения был сконструирован из анти-CD19 scFv-фрагмента антитела, трансмембранного домена CD28, сигнальных доменов белков 4-1BB и CD3z и трансдуцирован в Т-лимфоциты в составе лентивирусного вектора pWPXL. Клеточный продукт был получен путем сепарации и раздельного процессинга CD4- и CD8-лимфоцитов в присутствии интерлейкина-7 и интерлейкина-15. Оценивались субпопуляционный состав полученного CAR-T-клеточного продукта и экспрессия иммунных контрольных точек. Полученные результаты свидетельствуют о высокой антилейкемической активности полученных CAR-T-клеток. Выполнялся мониторинг персистенции CAR-T-клеток, определялся уровень минимальной остаточной болезни, а также спектр воспалительных цитокинов в крови. Оба пациента ответили на CAR-T-терапию снижением уровня бластных клеток. Лечение сопровождалось синдромом высвобождения цитокинов, контролируемым рекомбинантным моноклональным антителом к человеческому рецептору интерлейкина-6 – тоцилизумабом. Разработанная и воспроизведенная технология лабораторно полученных CAR-T-клеток может применяться для лечения пациентов с тяжелым рецидивным/рефрактерным В-линейным ОЛЛ в качестве терапии спасения и дать дополнительные шансы на их излечение.

acute lymphoblastic leukemiarelapserefractorinesschimeric antigen receptorsCAR-T cellscytokine release syndromeострый лимфобластный лейкозрецидиврефрактерностьхимерные антигенные рецепторыCAR-T-клеткисиндром высвобождения цитокинов. Teachey D.T., Lacey S.F., Shaw P.A., Melenhorst J.J., Maude S.L., Frey N., et al. Identifiation of predictive biomarkers for cytokine release syndrome after chimeric antigen receptor T-cell therapy for acute lymphoblastic leukemia. Cancer Discov 2016; 6 (6): 664–79. DOI:10.1158/2159-8290.CD-16-00402. Fitzgerald J.C., Weiss S.L., Maude S.L., Barrett D.M., Lacey S.F., Melenhorst J.J., et al. Cytokine release syndrome after chimeric antigen receptor T cell therapy for acute lymphoblastic leukemia. Crit Care Med 2017; 45 (2): e124–31. DOI: 10.1097/CCM.0000000000002053Fitzgerald J.C., Weiss S.L., Maude S.L., Barrett D.M., Lacey S.F., Melenhorst J.J., et al. Cytokine release syndrome after chimeric antigen receptor T cell therapy for acute lymphoblastic leukemia. Crit Care Med 2017; 45 (2): e124–31. DOI: 10.1097/CCM.00000000000020533. Walker A., Johnson R. Commercialization of cellular immunotherapies for cancer. Biochem Soc Trans 2016; 44: 329–32.Walker A., Johnson R. Commercialization of cellular immunotherapies for cancer. Biochem Soc Trans 2016; 44: 329–32.4. Winkler U., Jensen M., Manzke O., Schulz H., Diehl V., Engert A. Cytokine-release syndrome in patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia and high lymphocyte counts after treatment with an anti-CD20 monoclonal antibody (rituximab, IDEC-C2B8). Blood 1999; 94 (7): 2217–24.Winkler U., Jensen M., Manzke O., Schulz H., Diehl V., Engert A. Cytokine-release syndrome in patients with B-cell chronic lymphocytic leukemia and high lymphocyte counts after treatment with an anti-CD20 monoclonal antibody (rituximab, IDEC-C2B8). Blood 1999; 94 (7): 2217–24.5. Bugelski P.J., Achuthanandam R., Capocasale R.J., Treacy G., BoumanThio E. Monoclonal antibody-induced cytokine-release syndrome. Expert Rev Clin Immunol 2009; 5 (5): 499–521. DOI: 10.1586/eci.09.31Bugelski P.J., Achuthanandam R., Capocasale R.J., Treacy G., BoumanThio E. Monoclonal antibody-induced cytokine-release syndrome. Expert Rev Clin Immunol 2009; 5 (5): 499–521. DOI: 10.1586/eci.09.316. Meleshko A.N., Savva N.N., Fedasenka U.U., Romancova A.S., Krasko O.V., Eckert C., et al. Prognostic value of MRD-dynamics in childhood acute lymphoblastic leukemia treated according to the MB-2002/2008 protocols. Leuk. Res 2011; 35 (10): 1312–20. DOI: 10.1016/j.leukres.2011.04.013Meleshko A.N., Savva N.N., Fedasenka U.U., Romancova A.S., Krasko O.V., Eckert C., et al. Prognostic value of MRD-dynamics in childhood acute lymphoblastic leukemia treated according to the MB-2002/2008 protocols. Leuk. Res 2011; 35 (10): 1312–20. DOI: 10.1016/j.leukres.2011.04.0137. Vairy S., Garcia J.L., Teira P., Bittencourt H. CTL019 (tisagenlecleucel): CAR-T therapy for relapsed and refractory B-cell acute lymphoblastic leukemia. Drug Des Devel Ther 2018; 12: 3885–98.Vairy S., Garcia J.L., Teira P., Bittencourt H. CTL019 (tisagenlecleucel): CAR-T therapy for relapsed and refractory B-cell acute lymphoblastic leukemia. Drug Des Devel Ther 2018; 12: 3885–98.8. Jacoby E., Bielorai B., Avigdor A., Itzhaki O., Hutt D., Nussboim V., et al. Locally produced CD19 CAR T cells leading to clinical remissions in medullary and extramedullary relapsed acute lymphoblastic leukemia. Am J Hematol 2018; 93 (12): 1485–92. DOI: 10.1002/ajh.25274. Epub 2018 Sep 26. PMID: 30187944.Jacoby E., Bielorai B., Avigdor A., Itzhaki O., Hutt D., Nussboim V., et al. Locally produced CD19 CAR T cells leading to clinical remissions in medullary and extramedullary relapsed acute lymphoblastic leukemia. Am J Hematol 2018; 93 (12): 1485–92. DOI: 10.1002/ajh.25274. Epub 2018 Sep 26. PMID: 30187944.9. Martino M., Alati C., Canale F.A., Musuraca G., Martinelli G., Cerchione C. A Review of Clinical Outcomes of CAR T-Cell Therapies for B-Acute Lymphoblastic Leukemia. Int J Mol Sci 2021; 22 (4): 2150. DOI: 10.3390/ijms22042150Martino M., Alati C., Canale F.A., Musuraca G., Martinelli G., Cerchione C. A Review of Clinical Outcomes of CAR T-Cell Therapies for B-Acute Lymphoblastic Leukemia. Int J Mol Sci 2021; 22 (4): 2150. DOI: 10.3390/ijms2204215010. Aamir S., Anwar M.Y., Khalid F., Irfan Khan S., Ashar Ali M., Ehsan Khattak Z. Systematic Review and Meta-analysis of CD19-Specifi CAR-T Cell Therapy in Relapsed/Refractory Acute Lymphoblastic Leukemia in the Pediatric and Young Adult Population: Safety and Efiacy Outcomes. Clin Lymphoma Myeloma Leuk 2020; 21 (4): e334–47. DOI: 10.1016/j.clml.2020.12.010Aamir S., Anwar M.Y., Khalid F., Irfan Khan S., Ashar Ali M., Ehsan Khattak Z. Systematic Review and Meta-analysis of CD19-Specifi CAR-T Cell Therapy in Relapsed/Refractory Acute Lymphoblastic Leukemia in the Pediatric and Young Adult Population: Safety and Efiacy Outcomes. Clin Lymphoma Myeloma Leuk 2020; 21 (4): e334–47. DOI: 10.1016/j.clml.2020.12.01011. Teachey D.T., Rheingold S.R., Maude S.L., Zugmaier G., Barrett D.M., Seif A.E., et al. Cytokine release syndrome after blinatumomab treatment related to abnormal macrophage activation and ameliorated with cytokine-directed therapy. Blood. 2013; 121 (26): 5154–7. DOI: 10.1182/blood-2013-02-485623Teachey D.T., Rheingold S.R., Maude S.L., Zugmaier G., Barrett D.M., Seif A.E., et al. Cytokine release syndrome after blinatumomab treatment related to abnormal macrophage activation and ameliorated with cytokine-directed therapy. Blood. 2013; 121 (26): 5154–7. DOI: 10.1182/blood-2013-02-48562312. Lee D.W., Gardner R., Porter D.L., Louis C.U., Ahmed N., Jensen M., et al. Current concepts in the diagnosis and management of cytokine release syndrome. Blood 2014; 124 (2): 188–95.Lee D.W., Gardner R., Porter D.L., Louis C.U., Ahmed N., Jensen M., et al. Current concepts in the diagnosis and management of cytokine release syndrome. Blood 2014; 124 (2): 188–95.13. Frey N.V., Levine B.L., Lacey S.F., Grupp S.A., Maude S..L, Schuster S.J., et al. Refractory cytokine release syndrome in recipients of chimeric antigen receptor (CAR) T cells. Blood 2014.Frey N.V., Levine B.L., Lacey S.F., Grupp S.A., Maude S..L, Schuster S.J., et al. Refractory cytokine release syndrome in recipients of chimeric antigen receptor (CAR) T cells. Blood 2014.14. Maude S.L., Frey N., Shaw P.A., Aplenc R., Barrett D.M., Bunin N.J., et al. Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. N Engl J Med 2014; 371 (16): 1507–17.Maude S.L., Frey N., Shaw P.A., Aplenc R., Barrett D.M., Bunin N.J., et al. Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. N Engl J Med 2014; 371 (16): 1507–17.15. Neelapu S.S., Tummala S., Kebriaei P., Wierda W., Gutierrez C., Locke F.L., et al. Chimeric antigen receptor T-cell therapy – assessment and management of toxicities. Nat Rev Clin Oncol 2018; 15 (1): 47–62. DOI: 10.1038/nrclinonc.2017.148Neelapu S.S., Tummala S., Kebriaei P., Wierda W., Gutierrez C., Locke F.L., et al. Chimeric antigen receptor T-cell therapy – assessment and management of toxicities. Nat Rev Clin Oncol 2018; 15 (1): 47–62. DOI: 10.1038/nrclinonc.2017.14816. Vormittag P., Gunn R., Ghorashian S., Veraitch F.S. A guide to manufacturing CAR T cell therapies. Curr Opin Biotechnol 2018; 53: 164–81. DOI: 10.1016/j.copbio.2018.01.025. Epub 2018 Feb 18. PMID: 29462761.Vormittag P., Gunn R., Ghorashian S., Veraitch F.S. A guide to manufacturing CAR T cell therapies. Curr Opin Biotechnol 2018; 53: 164–81. DOI: 10.1016/j.copbio.2018.01.025. Epub 2018 Feb 18. PMID: 29462761.