IN VIVO CD19 CAR-T CELL KINETICS IN MULTIPLE ORGANS USING A POINT OF CARE APPROACH

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Details
  • Presentation type: Mestrado
  • Track:
  • Keywords: CAR-T cell; adoptive cell transfer; point-of-care; acute lymphoblastic leukemia;
  • 1 Programa de Imunologia e biologia tumoral, Instituto Nacional do Cancer (INCA), Rio de Janeiro
  • 2 INSTITUTO NACIONAL DE CÂNCER (INCA)

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Abstract

INTRODUCTION AND OBJECTIVES: Chimeric antigen receptor (CAR) – T cell therapy is a promising immunotherapy approach for cancer treatment with outstanding results since its approval in 2017. However, the high associated cost limits its broad application. Our group has recently developed a point-of-care (POC) approach, that enables the rapid delivery of CAR-T cells without previous activation and ex vivo expansion, which could greatly reduce the costs of production. This project aims to evaluate the in vivo kinetics of CAR-T cells in the POC and expansion systems. MATERIAL AND METHODS: NOD-scid IL2R gamma null (NSG) mice were engrafted with Nalm-6 GFP+ luciferase+ cell line and treated with CAR-T cells 24 h after electroporation (POC group), after 8 days expansion, with mock electroporated cells or with PBS. Tumor burden was determined by bioluminescence imaging. At pre-determined timepoints, mice were euthanized and samples from blood, bone marrow, brain, liver, and spleen were collected. Using flow cytometry, we determined the presence of CD4+, CD8+, CD4+CAR+ and CD8+CAR+ cells. RESULTS AND CONCLUSION: At day 21 post-infusion, POC CAR-T cells persistence was limited and restricted mostly to the liver. However, POC CAR-T cells significantly reduced tumor burden in the liver and bone marrow (BM). When analyzing multiple time points in a comparison between POC and expansion systems, we saw that CD8+CAR+ lymphocytes were higher in the blood and BM at 24 h and increased in the brain and spleen after 7 days, with no major apparent difference between expanded and POC cells. CD4 T cells were present in the liver and spleen after 7 days but only in very low levels in the other organs at all time points. Further experiments are needed to validate these results and we are currently working to integrate a NanoLuc luciferase in the CAR construct to easily track and quantify the CAR-T cells in vivo.

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Karina Lôbo Hajdu

Oi Lucas, obrigada pelo interesse e pela pergunta. A medição é feita por bioluminescência, então as células tumorais (Nalm-6) são modificadas para expressar luciferase e ai injetamos os animais por via intraperitoneal com luciferina, que é o substrato. A reação enzimática entre a luciferase e luciferina produz luz, que é capturada por um aparelho chamado IVIS. Essa medição pode sim ser feita em vários momentos. Nos nossos experimentos, a gente costuma começar a medir por volta de 7 dias após a injeção do tumor e continua medindo até o fim do experimento semanalmente. No caso deste experimento específico que eu apresentei, fizemos a medição em dois pontos: Após 14 e 21 dias, mas a figura representativa no slide é de 21 dias.   

Lucas Delmonico

Obrigado. 
Author

Karina Lôbo Hajdu

Ótima pergunta. Em geral cada tipo tumoral tem seu sítio primário e órgãos mais comuns onde faz metástases. No caso dessa linhagem de leucemia Nalm-6, as células tumorais primeiro colonizam a medula (costumamos ver sinal forte na região do fêmur) e em tempos mais tardios se espalham para o fígado, cérebro e baço. Nesse caso é bem provável que a diminuição maior ocorra onde tem mais carga tumoral, porque terá mais antígeno sendo apresentado para os linfócitos CAR. 

Lucas Delmonico

Maravilha. Quais são os próximos passos do trabalho?
Author

Karina Lôbo Hajdu

Nós estamos clonando agora uma nova luciferase, a Nanoluc, que iremos expressar nos linfócitos CAR. Dessa forma, assim como medimos o tumor por bioluminescencia, poderemos passar acompanhar a expansão e contração dos linfócitos CAR. Nosso objetivo é encontrar o pico de expansão para poder coletar amostras neste ponto e avaliar a expressão de CD4, CD8 e do CAR. Além disso também pretendemos avaliar marcadores de memória de de exaustão dos linfócitos. 

Lucas Delmonico

Obrigado mais uma vez e parabéns a você e ao Martin pelo belíssimo trabalho! 
Author

Karina Lôbo Hajdu

obrigada!
Author

Karina Lôbo Hajdu

Olá Roberta, obrigada pela pergunta. Você está certa, mas para esclarecer, a linhagem tumoral é a Nalm-6, uma linhagem de leucemia linfóide aguda de células B. Sobre o experimento, este foi um experimento piloto e no dia 1 (24 horas pós injeção dos linfócitos CAR) haviam apenas 2 animais por grupo, por uma limitação do número de células para injetar. De fato é esperado que tenha esse aumento nos dois grupos, ou, apenas por suposição, que as células do grupo expansão tenham um aumento maior nos primeiros dias já que já estão previamente ativadas. Isso não foi detectado neste experimento. No caso, esse aumento seria mais esperado principalmente no sangue neste ponto temporal, já que injetamos pela veia intracaudal. Provavelmente os linfócitos demoram alguns dias para conseguir migrar para fígado, baço e cérebro. 

Roberta Saldanha Gama

Olá Karina, obrigada. Me desculpe, acabou que eu não me fiz clara. Estava falando especificamente da medula. Mas realmente o ideal é aumentar esse n. Assim vc vai poder discutir isso melhor. Sucesso no trabalho!   
Author

Karina Lôbo Hajdu

Sim, pretendemos aumentar. Obrigada!