Úloha imunitních regulátorů v léčbě nádorových onemocnění

MUDr. Lenka Gescheidtová, Ph.D.

Doctoral thesis

The role of immune regulators in the therapy of cancer

Abstract:

Úvod: 1/ Dendritické buňky (DB) jsou nejúčinnějšími antigen prezentujícími buňkami. Protinádorová imunoterapie s autologními, z monocytů derivovanými DB, které jsou pulzovány autologním nádorovým lyzátem, představuje nadějnou a plně personalizovanou možnost léčby. Kvalita a vlastnosti léčivých přípravků na bázi DB závisí jak na výrobních postupech, tak na faktorech na straně pacienta. 2/ Imunomonitoring je nedílnou součástí imunoterapie v onkologii. Biochemické markery, specifické cirkulující lymfocytární populace a funkční vyšetření T-lymfocytů mohou být využity jako prediktivní a prognostické faktory. Metody: 1/ Vyrábíme autologní plně personalizované léčivé přípravky na bázi dendritických buněk (DB) derivovaných z monocytů, v rámci klinické studie fáze I/II „Kombinovaná protinádorová terapie s ex vivo manipulovanými dendritickými buňkami produkujícími interleukin-12 u dětských, adolescentních a mladých dospělých pacientů s progredujícími, relabujícími nebo primárně metastatickými malignitami vysokého rizika“. Práce shrnuje aktuální průběh výroby, kontroly kvality, uvolnění léčivého přípravku pro podání a samotné podání pacientovi. Za účelem získání DB se silnějšími imunostimulačními vlastnostmi, jsme provedli preklinickou studii alternativní metody výroby, která zahrnovala zkrácený kultivační protokol a modifikovanou maturaci. 2/ Celkové přežití (OS) u 62 pacientů s metastatickým melanomem (MM) léčených ipilimumabem było analyzováno v kontextu vstupních hodnot rutinně vyšetřovaných krevních parametrů. Cirkulující regulační T-lymfocyty (Tregs) a myeloidní supresorové buňky (MDSCs) były hodnoceny u pacientů s kolorektálním karcinomem (CRC) v kontextu lokalizace nádoru a podávané léčby. U pacientů léčených imunoterapií na bázi DB byla provedena komplexní imunofenotypizace pomocí průtokové cytometrie a proliferační assay T-lymfocytů stimulovaných DB. Výsledky: 1/ Do dubna 2020 bylo zařazeno 51 pacientů, u 34 byl vyroben léčivý přípravek na bázi DB, 22 pacientů bylo úspěšně aplikováno. Nebyl pozorován žádný závažný nežádoucí účinek v souvislosti s léčbou DB. Alternativní protokol výroby ukázal horší imunostimulační vlastnosti takto vyrobených DB. 2/ Vstupně vysoká hodnota LDH, CRP a nízká hodnota RLC byly nezávislé negativní prognostické faktory u pacientů s MM léčených ipilimumabem. M-MDSCs byly vyšší u pacientů s metastatickým CRC než u pacientů s limitovaným onemocněním. Po podání chemoterapie bylo pozorováno další zvýšení MDSCs. Funkční vyšetření T-lymfocytů ukázalo zesílení proliferační odpovědi po stimulaci DB v průběhu léčby. Imunostimulační profil periferní krve zahrnoval normální počet lymfocytů, nízký poměr neutrofily/lymfocyty a nízký počet M-MDSCs. Imunosupresivní profil naopak zahrnoval vysoký poměr neutrofily/lymfocyty, vysoký počet M-MDSCs a Tregs, a nízký podíl efektorových CD8+, NKT-like buněk a γδ T-lymfocytů. Závěr: 1/ Imunoterapie pomocí autologních DB je dostupnou a bezpečnou terapeutickou možností u vysoce rizikových nádorů. V současné době se podává jako doplňková léčba ke standardní terapii, která znemožňuje zhodnocení klinického účinku samotné imunoterapie. Kvalita finálního léčivého přípravku na bázi DB musí být zamřěřena zejména na imunokompetentní vlastnosti DB. 2/ Funkční a deskriptivní imunomonitoring je nedílnou součástí imunoterapie v onkologii.

Abstract:

Background: 1/ Dendritic cells (DCs) are the most potent antigen-presenting cells. Anti-cancer immunotherapy (ITx) with monocyte-derived DCs pulsed by autologous tumor antigens represents a hopeful, fully personalized treatment option. The quality and characteristics of the DC-based medicinal product (MP) depend on manufacturing procedures and factors on the patient's side. 2/ Immunomonitoring is an indivisible part of ITx in oncology. Biochemical markers, specific peripheral blood circulating subsets and function examination of T-cells can be utilized as predictive and prognostic markers. Methods: 1/ Autologous DC-based ITx is manufactured and administered within clinical trial phase I/II "Combined antitumor therapy with ex vivo manipulated DCs producing interleukin-12 in children, adolescents and young adults with progressive, recurrent or primarily metastatic high-risk tumors". We reviewed the current manufacturing method, quality control and administration. To gain more immunocompetent DCs, we performed a preclinical evaluation of an alternative method, including shortened cultivation and modified maturation. 2/ The overall survival (OS) was analyzed in the context of baseline routinely examined blood parameters in 62 patients with metastatic melanoma (MM) treated by ipilimumab. The circulating regulatory T-cells (Tregs) and myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) were quantified in patients with colorectal carcinoma (CRC) focused on tumor sidedness and chemotherapy. The complex flowcytometric immunophenotypization and T-cell proliferative assays were performed in patients treated by DC-based ITx. Results: 1/ Until April 2020, 51 patients were enrolled, 34 individual DC batches were manufactured, and 22 were successfully administered. No severe adverse event with causality to DC-based MP occurred. DCs manufactured according to the alternative method, had lower immunostimulatory properties. 2/ Baseline high LDH, CRP and low RLC were independent factors of poor prognosis in patients with MM treated by ipilimumab. MDSCs were higher in patients with metastatic CRC than in patients with limited disease. The elevation of MDSCs was observed after chemotherapy administration. The function examination of T-cells showed the enhancement of DC-induced proliferative response. The "immune-activated" pattern was represented by normal lymphocyte count, low NLR and M-MDSCs. The "immune-suppressive pattern" included high NLR, M-MDSCs and Tregs, and the low effector CD8+, NKT-like and γδ T-cells. Conclusion: 1/ Fully personalized DC-based ITx is a feasible and safe therapeutic option in high-risk tumors. Nowadays, that is administered as add-on therapy, which disables evaluating the individual DCs' clinical effect. Specifications of DC-based medicinal products must be focused on the DCs' immunostimulatory properties. 2/ The function and descriptive immunomonitoring is an indivisible part of ITx in oncology.

Keywords

dendritic cells, immunotherapy, solid cancer, immunomonitoring, Tregs, MDSCs, T-cells

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 12. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 27. 4. 2021
• Supervisor: doc. RNDr. Lenka Zdražilová Dubská, Ph.D.
• Reader: doc. MUDr. Tomáš Kazda, Ph.D., prof. MUDr. Martin Smrčka, Ph.D., prof. RNDr. Eva Matalová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Oncology and Hematology / Experimental Oncology and Tumor Biology