SLUTRAPPORT. Projekttitel. Establishing autologous CAR T cell therapy for B cell malignancy

Transkript

1 SLUTRAPPORT Projekttitel Dnr Establishing autologous CAR T cell therapy for B cell malignancy Projektledare Angelica Loskog Innehåll: 1. Projektets syfte och bakgrund 2. Projektets genomförande 3. Uppnådda resultat 4. Genomförda insatser för att resultaten ska komma till praktisk användning 5. Publikationer, presentationer och annan spridning inom projektets ram Projektets syfte och bakgrund Syfte Syftet med detta projekt var att etablera CAR T cells terapi för B cells leukemi och lymfom i Sverige. Bakgrund CAR T cells terapi är en ny terapimöjlighet för cancer som utvecklats med rekordfart från forskning, kliniska prövningar och marknad i USA. I Europa, och Sverige i synnerhet, har det tagit längre tid och ännu finns ingen godkänd CAR T cells terapi som kan erbjudas på sjukhusen. Som första sjukhus i Europa kunde vi, med AFAs stöd, starta den första CAR T cells prövningen utanför USA och erbjuda patienter med leukemi eller lymfom denna typ av behandling på Akademiska sjukhuset i samarbete med Uppsala universitet, Vecura på Karolinska sjukhuset och Baylor College of Medicine i USA. I studien behandlades 15 vuxna patienter som inte längre kunde botas med konventionell terapi. Sex av dessa 15 patienter fick komplett remission, dvs de hade inte längre någon detekterbar tumör. Några fick återfall men flera blev långtidsöverlevare. I detta projekt har vi fortsatt behandla patienter (både vuxna och barn) i vår studie med CAR T celler för att fortsätta lära oss hur vi bäst kan använda denna mycket lovande terapi. Vad är CAR T celler? CAR T celler utvecklas från patientens egna immunförsvar genom att vi tar ett vanligt blodprov från patienten. Provet skickas till ett laboratorium som har tillstånd för att producera cellterapi läkemedel och där renas immuncellerna fram från blodet genom en enkel centrifugering. Immuncellerna odlas sedan med faktorer som expanderar T celler. Med hjälp av genteknik kan vi sedan föra in en receptor i T cellerna som heter chimär antigen receptor (CAR). Denna receptor sätter sig på T cellernas yta och gör att T cellerna kan binda till tumörceller och döda dem. Efter genmodifikationen expanderar man CAR T cellerna så de är

2 i stort antal och sedan infuseras de tillbaka till patienten. CAR T cellerna kan då vandra runt i kroppen och när de finner tumörceller dödar de dem. CAR T cellsterapi har revolutionerat behandling av framförallt leukemier. Effekterna har varit mycket bra på både barn och vuxna med flertalet som till synes blivit helt botade från sin cancersjukdom. Det är lite svårare att behandla lymfom. Vi tror att detta beror på att det är svårare för CAR T cellerna att ta sig in i lymfomen som växer i tumörknutor till skillnad från leukemier där cellerna cirkulerar i blod och benmärg. Tumörer får också en ansamling av immunhämmande substanser vilket kan slå av CAR T cellerna när de kommer in i tumören. Nya CAR T celler utvecklas både av oss och andra forskare runt om i världen som kan vara bättre för behandling av just lymfom. A) T celler är immunceller som försvarar kroppen mot virusinfekterade celler. För att T celler ska bli aktiva måste de först stimuleras av dendritiska celler (DCs) som är immunceller som äter upp virus, döende celler med mera. DCs visar T cellerna vad de ska reagera mot via T cellens T cell receptor (TcR) och ger dem aktiverande signaler via molekyler som CD28 och 41BB. B) En CAR receptor består av en antikroppsdel som kan känna igen tumörceller (scfv) som är fuserad till olika signalkedjor som ger T cellen aktivering. Det finns flera generationers CAR T celler där första generationen (1G) bara hade en signalkedja, andra generationen (2G) hade två kedjor och den tredje generationen (3G) har nu tre signalkedjor. CAR genen förs in i T cellerna med genteknik och då börjar T cellen producera CAR receptorer som lägger sig på T cellens yta. När T cellen kommer fram till en tumörcell, i detta fall från leukemi eller lymfom, så binder den till tumören via ett protein på tumören som heter CD19. När inbindning sker startar CAR receptorn att signalera in till T cellen via alla tre signalkedjor. Detta leder till att CAR T cellen utsöndrar substanser och uppreglerar andra receptorer som dödar tumörcellen via att trigga igång en process i tumören som heter apoptos (e.g. självmord). CAR T cells studiens första 15 behandlade patienter I den första studien medverkade 19 patienter men bara 15 behandlades. Fyra av patienterna kunde ej få CAR T cells behandling då tre av dem dog under tillverkningen av CAR T celler och en patient hade så dåligt med immunceller i blodet att vi ej lyckades expandera tillräckligt med celler att ge tillbaka till patienten. Tillverkningen av celler tar några veckor och dessa patienter har kort förväntad överlevnad då de slutat svara på konventionell terapi. Medan tillverkningen sker behandlas patienter med cytostatika för att försöka kontrollera tumören så länge att CAR T cellerna är klara. I 11 av patienterna gavs även prekonditionering dagarna innan CAR infusion. Prekonditionering ges för att sänka antalet T regulatoriska celler, en celltyp som annars kan hämma T cellerna. Vanligen används cyclofosfamid och fludarabin. Vi utvärderade tre dosnivåer av CAR T cells terapi (2x10e7, 1x10e8 och 2x10e8 celler/m2). Alla dosnivåer var säkra för patienterna. Biverkningar som noterades var typiska för CAR T celler så som cytokinspåslag (ex feber, frossa) och neurologiska symtom (ex svårt att finna ord, motorikstörningar). Fyra av dem som fick biverkan fick läggas in på sjukhus men problemen upphörde och patienterna kunde skrivas ut. Sex av 15 patienter hade komplett respons efter behandling (4/11 lymfom, 2/4 leukemi) och fyra patienter är långtidsöverlevare (>2.5år). Via immunologiska utvärderingar har vi sett att de patienter med en bättre immunologisk förmåga från början också svarar bättre på CAR behandling. De patienter som inte svarar, eller som återinsjuknar, har hög andel immunhämmande myeloida celler i blodet som kan vara orsaken till att CAR T cellerna slutar fungera optimalt.

3 Projektets genomförande Steg 1: regulatoriskt arbete Projektets första fas är ett regulatoriskt arbete där ansökningar förbereds och skickas in till Läkemedelsverket samt etikprövningsnämnden. Vi arbetar även med förbättringar av vårt CAR T cells tillverkningsprotokoll samt analysmetoder som gör att vi bättre kan kvalitetssäkra våra CAR T cells produkter. Steg 2: kliniskt arbete Projektets andra del är utförandet av den kliniska prövningen. Här ingår blodprovtagning inför CAR T cells tillverkning, tillverkning av klinisk batch av CAR T celler, behandling av patienterna samt uppföljning av patienterna upp till 24 månader efter CAR infusion. Patienterna kallas även in för provtagningar för att undersöka möjlig toxicitet, effekt och immunaktivering. Denna ansökan gäller en två-årig projektperiod och därför sker ej hela uppföljningsprogramet inom ramen för detta projekt/anslag. Uppnådda resultat Steg 1: regulatoriskt arbete Vi ville totalt behandla 30 patienter för att kunna ha en tillräckligt stor grupp av behandlade patienter för att göra meningsfulla statistiska beräkningar av CAR T cells effekt. De första 15 patienterna var redan behandlade i den första studien och i denna studie kan ytterligare 15 behandlas. För att kunna fortsätta behandla patienter ansökte vi om tillstånd från läkemedelsverket och etikprövningsnämnden att utföra ytterligare en klinisk prövning där patienter med leukemi eller lymfom behandlas med CAR T celler. På grund av några allvarliga biverkningar i USA där en studie med CAR T celler resulterade i hjärnödem med dödlig utgång blev studien något försenad då utredningar om orsak-samband behövde göras samt att studieresultat från olika studier jämfördes. Det var oklart om ödemet orsakades av CAR T celler eller exempelvis prekonditioneringen. Detta verkar dock vara en mer ovanlig biverkan och har inte skett med alla typer av CAR T celler som använts kliniskt. I våra 15 behandlade patienter har vi ej sett några tecken på hjärnödem. Läkemedelsverket och etiknämnden gav oss tillstånd att börja behandla patienter Till skillnad från den tidigare studien inkluderades både vuxna och barn. Vi beslöt även att de patienter som inte svarar på en dos CAR T celler ska få en andra dos. Eftersom tidigare resultat visade att myeloida suppressorceller kan vara orsak till att terapieffekt uteblir eller till att patienten återinsjuknar så beslöt vi att patienter som får en andra dos CAR T celler dessutom ska behandlas med gemcitabin. Gemcitabin är en cytostatika med mild biverkningsprofil och som är känd sänka antalet myeloida celler i blodet utan att förstöra T cells populationen. Nedan visas en tidslinje för händelseförloppet för varje enskild patient.

4 2 nd dose in selected patients Followed by gemcitabine Inför studiestart har vi även vidareutvecklat vårt produktionsprotokoll vid Vecura på Karolinska sjukhuset, samt satt upp fler analysmetoder för god kvalitetssäkring av vår CAR T cells produkt. Inför ansökan till läkemedelsverket uppdaterade vi vår IMPD (produktspecifikation med tillverkningsinformation), och även vår Prövarhandbok då fältet expanderat med mer kliniska data och biverkningshantering. Steg 2: utförande av studien Patienter inkluderades vid Akademiska sjukhusets onkologimottagning. Blodprov skickades till Vecura på Karolinska sjukhuset för tillverkning av CAR T cellerna. En genvektor som sätter in CAR genen i T cellerna kommer från Baylor College of Medicine i USA. Eftersom vi inte kunde börja behandla patienter förrän 2017 pga den regulatoriska förseningen (se ovan) har vi ännu inte hunnit behandla alla 15 patienterna. Vi har färdigställt 10 CAR batchar och 5 till produceras. Alla patienter (15) har därmed ej ännu hunnit få sin behandling men får det inom snar framtid. Vi ser liknande resultat i denna studie som i de tidigare behandlade patienterna men det är ännu för tidigt att utvärdera dessa patienter. Patienterna följs för provtagning upp till 24 månader efter CAR T cells infusion. Uppföljningen kommer därför att fortsätta utanför ramen för detta projekt. CAR T cellerna anländer fryst från Vecura till Akademiska sjukhuset och tinas i ett vattenbad. CAR T cellerna dras sedan upp i en spruta och injiceras i patientens blod (så kallad infusion).

5 Genomförda insatser för att projektet skall komma till praktisk användning Klinisk prövning Vårt projekt leder till direkt praktisk användning då vi behandlar patienter med CAR T celler i syfte att förlänga deras liv. Vi har fått tillstånd till klinisk prövning och behandlar nu patienter. Etablering av CAR T cells terapi i Sverige Genom att starta kliniska prövningar i Sverige har vi gett möjlighet för patienter med leukemi eller lymfom att medverka i vår studie och få del av CAR T cells terapi. Något de annars inte skulle kunna få. Med vår studie har vi ökat intresse för denna typ av terapi i Sverige och i Europa. Vi har startat samarbeten med forskargrupper i Finland och Tyskland som nu också arbetar för att starta kliniska prövningar. Vår studie har även öppnat ögonen för Akademiska sjukhuset (och Sverige) som prövarställen för CAR T celler. Detta kommer med stor förhoppning leda till samarbeten med de stora läkemedelsbolag som köpt upp rättigheterna till denna terapiform så att fler patienter i Sverige får tillgång till CAR T cells terapi. På detta vis har vår studie, trots att den är liten, kunnat medverka till att CAR T celler blir etablerad terapi i Sverige, förhoppningsvis tidigare än den annars skulle bli etablerad här. Publikationer, presentationer och annan spridning inom projektets ram Publikationer under projekttiden Enblad G, Karlsson H, Gammelgård G, Wenthe J, Lövgren T, Amini R-M, Wikstrom KI, Essand M, Savoldo B, Hallböök H, Höglund M, Dotti G, Brenner MK, Hagberg H, Loskog A. A Phase I/IIa trial using CD19-targeted third generation CAR T cells for lymphoma and leukemia. Submitted. Hoffmann JM, Schubert ML, Wang L, Hückelhoven A, Sellner L, Stock S, Schmitt A, Kleist C, Gern U, Loskog A, Wichter P, Hofmann S, Ho AD, Müller-Tidow C, Dreger P, Schmitt M. Front Immunol. 2018, 8:1956. Kaartinen T, Luostarinen A, Maliniemi P, Keto J, Arvas M, Belt H, Koponen J, Loskog A, Mustjoki S, Porkka K, Ylä-Herttuala S, Korhonen M. Low IL-2 concentration favors generation of early memory T-cells over effector phenotypes during chimeric antigen receptor T-cell expansion. Cytotherapy. 2017, 19:1130. Söderlund, S., Christiansson, L., Persson, I., Koskenvesa, P., Richter, J., Hjort-Hansen, H., Simonsson, B., Mustjoki, S., Olsson-Strömberg, U., Loskog, A. Plasma proteomics in CML patients before and after initiation of tyrosine kinase inhibitor therapy reveals induced Th1 immunity and loss of angiogenic stimuli. Leuk Res. 2016, 50: Eriksson, E., Wenthe, J., Irenaeus, S., Loskog, A., Ullenhag, G. Gemcitabine inhibits myeloid-derived suppressor cells and TGFb1 while restoring the Teff:Treg ratio in pancreatic cancer. J Transl Med. 2016, 14:282.

6 Vetenskapliga presentationer under projekttiden J Wenthe Perspectives in Oncology IV, 2016, Porto, Portugal From Basics to Clinics, KI PhD student summit, 2016, Tänndalen, Sweden 8 th annual PEGS Europe, 2016, Lisbon, Portugal 4 th Swedish Cancer Research Meeting, 2016, Gothenburg, Sweden Mayo Clinics, 2016, Rochester, MN, USA Lund University, 2017, Lund, Sweden Vecura, Karolinska Institute, 2017, Stockholm, Sweden Radiumhospitalet, Oslo University, 2018, Oslo, Norway American Society for Cell and Gene Therapy, 2016, Washington, US. International Society for Cell Therapy, 2016, Singapore. Finnish Cancer Institute Symposium, 2016, Jyväskylä, Finland. AFA Insurance conference: Regenerative Medicine, 2016, Stockholm, Sweden. Hematopoiesis, from basic biology to clinical medicine, 2016, Lund, Sweden. Gentekniknämnden, Riksdagshuset, 2017, Stockholm, Sweden. Seminar series, Medical Sciences, 2017, Uppsala university, Sweden. Heidelberg University, 2016, Heidelberg, Germany Clinical education days (Hematology), 2016, Sweden Karolinska Institute (retreat), 2016, Sweden Crosslinks 2016, Lund, Sweden Karolinska Hospital (childrens oncology), 2016, Stockholm, Sweden National and regional lymphoma meeting 2017, Sweden ESMO (European Society Medical Oncology), 2017, Sweden SITC (Society of Immunotherapy of Cancer) 2016, National Harbor, US Populärvetenskapliga presentationer under projekttiden Aftonbladet: Mirakelmetod slog ut Oves blodcancer. Intervju m bland annat Angelica Loskog Barncancerfondens web: Månadens forskare Angelica Loskog, Dagens Medicin: Artikel Cytostatika I lågdos fungerade vid CAR T-cellsterapi Carl- Magnus Hake: kommentar av Angelica Loskog, P1 Sveriges Radio: Intervju med med flera i Live sändning: Framtidens cancerkur är här Länk: Rädda Livet/Cancerfondens patienttidning och CF webben: Intervju med. Patientens eget blod hejdar cancern. 2016, nr 2. Barncancerfondsrapporten 2017: Intervju med Angelica Loskog och Gunilla Enblad, Cancerfondens utskicksfolder 2017: Intervju med Angelica Loskog, Dagens Medicin: Artikel Studie öppnar för mer tillgänglig immunterapi mot blodcancer Carl-Magnus Hake: kommentar av Angelica Loskog, Vetenskapsradio: intervju med Gunilla Enblad om CAR T celler Dagens Medicin: intervju/artikel med Gunilla Enblad om CAR T celler P1 Dagens Eko Sveriges Radio: intervju med Gunilla Enblad angående första barnet som behandlades i Sverige Cancerfondsgalan SVT: intervju med Gunilla Enblad om CAR T celler