Numero 2 – 2021
Scritto dal Dott. Pier Vitale Nuzzo, Dott. Antonio Maroccia
IMMUNOTERAPIA INNOVATIVA CON IL RECETTORE ANTIGENICO CHIMERICO DELLE CELLUTE T
La CAR-T, acronimo di Recettore Antigenico Chimerico delle Cellule T, è una immunoterapia innovativa e rivoluzionaria in campo onco-ematologico, che permette di offrire una possibilità di cura a pazienti con Linfomi non Hodgkin o con leucemie linfoblastiche che sono andati incontro a ricaduta dopo una o più terapie convenzionali.
Questa innovativa immunoterapia genica è stata sperimentata per la prima volta negli Stati Uniti con successo nel 2012, su una bambina di 7 anni con leucemia linfoblastica acuta, dai ricercatori dell’Università di Pennsylvania presso il Children Hospital di Philadelphia. Da allora sono partite numerose sperimentazioni in tutto il mondo, i cui risultati hanno portato la Food and Drug Administration (FDA) ad approvare in pochi mesi il primo farmaco a base di CAR-T.
La terapia è basata sull’ingegnerizzazione genetica di una classe di linfociti T autologhi allo scopo di far esprimere in superficie un recettore antigenico chimerico (CAR), in grado, una volta reinfusi nel paziente, di riconoscere e attaccare le cellule tumorali presenti nel sangue e nel midollo, fino ad eliminarle completamente.
Figura 1 – Struttura e tipi di CAR-T nelle varie generazioni.
I recettori chimerici (Figura 1)1 sono formati da un dominio di riconoscimento antigenico, generalmente derivati dal segmento variabile a singola catena di una immunoglobulina specifica (scFv: single chain variable fragment) legato ad un dominio transmembrana che ha lo scopo di connettere la parte extra- a quella intra-cellulare.1 Tra le due, un dominio chiamato spacer, ha lo scopo di potenziare l’affinità di legame con l’antigene modificando la struttura terziaria della regione scFv. La parte intracellulare è, infine, costituita da un dominio di trasduzione del segnale (CD3ƺ).1
Esistono diverse generazioni di CAR, che si differenziano in base all’aggiunta di uno (CAR di seconda generazione) o due (CAR di terza generazione) ulteriori domini di co-stimolazione che hanno scopo di aumentare la risposta proliferativa, l’attività citotossica e la persistenza in vivo dei linfociti trasdotti.2,3 I CAR di quarta generazione, invece, comprendono anche dei geni che impediscono, per esempio, il rilascio di citochine.2,3
La produzione di CAR-T (Figura 2)1 prevede una serie di fasi che hanno una durata di circa 3-4 settimane:2
1. Prelievo. I linfociti T vengono prelevati dal sangue del paziente mediante il processo di leucaferesi che consente di isolarli dal sangue periferico, rimettendo in circolo i restanti elementi ematici. I linfociti T vengono, quindi, successivamente congelati e inviati alla struttura che si occuperà dell’ingegnerizzazione genetica.
2. Ingegnerizzazione genetica. I linfociti T del paziente vengono geneticamente modificati utilizzando un virus inattivato chiamato vettore virale. Si aggiunge un gene ricombinate al DNA dei linfociti che permette di esprimere sulla superficie dei linfociti T il CAR che sarà in grado di riconoscere l’antigene bersaglio. Le cellule CAR-T cosi prodotte vengono moltiplicate in laboratorio, congelate e successivamente inviate al centro che dovrà somministrare il trattamento.
3. Chemioterapia pre-trattamento. Prima dell’infusione, il paziente è sottoposto a una chemioterapia linfodepletiva per permettere ai linfociti T modificati di espandersi e attivarsi nell’organismo.
4. Infusione. Dopo la chemioterapia, le cellule CAR-T vengono somministrate come singola infusione in vena tramite flebo.
5. Monitoraggio. Il paziente resta in ricovero per alcuni giorni e viene costantemente monitorato per eventuali reazioni avverse al trattamento.
Il principale antigene bersaglio utilizzato dai CAR-T nei linfomi è il CD19, in quanto espresso in alta concentrazione e in grossomodo da tutti i linfociti B. Inoltre il loro meccanismo di azione è MHC-indipendente, vantaggio terapeutico fondamentale in quanto uno dei meccanismi di escape utilizzato dalle cellule tumorali è proprio la perdita della presentazione antigenica tramite MHC.
Attualmente, le sole terapie CAR-T approvate sono Tisagenlecleucel (KYMRIAH), Axicabtagene Ciloleucel (YESCARTA), e Brexucabtagene Autoleucel (TECARTUS).
Tisagenlecleucel è stata la prima terapia cellulare approvata in Italia dall’AIFA nell’agosto 2019, indicata per pazienti fino a 25 anni di età con leucemia linfoblastica acuta (LLA) a cellule B e per pazienti adulti con linfoma diffuso a grandi cellule B (DLBCL), resistenti alle altre terapie o nei quali la malattia sia ricomparsa dopo una risposta ai trattamenti standard.4,5
Lo studio ELIANA ha mostrato un tasso globale di remissione completa dell’82% (95% IC: 69- 71) nei pazienti con LLA con una durata di risposta del 66.6% a 12 mesi e 63.5% a 21 mesi e una sopravvivenza globale a 12 e 18 mesi pari rispettivamente al 75.9% e al 66.2%. 4
I risultati dallo studio JULIET nei pazienti con DLBCL hanno mostrato un tasso di risposta globale del 53.5% (95% IC: 43.2- 63.6) con un tasso di risposta completa pari a 40.4%. La sopravvivenza globale mediana è stata pari a 10.3 mesi (95% IC: 6.6- 21.1), con una durata di risposta del 47.9 % a 12 mesi. Inoltre, la maggior parte dei pazienti con risposta parziale ha raggiunto una risposta completa entro 6 mesi dall’infusione.5
Axicabtagene ciloleucel è un CAR-T di seconda generazione il cui recettore anti-CD19 è affiancato da CD28 come dominio di costimolazione.6 Attualmente è approvato per il trattamento di pazienti adulti con DLBCL e linfoma primitivo del mediastino a grandi cellule B recidivati o refrattari a due o più linee di terapia a seguito dello studio di registrazione ZUMA-1. Lo studio ha dimostrato un tasso di risposta globale del’83% con un 58% di risposta completa. La percentuale stimata di pazienti con sopravvivenza libera da progressione a 2 anni è stata del 72% (95% IC: 56.0- 83.0) fra i pazienti che a 3 mesi avevano ottenuto una risposta completa e del 75% (31.5 – 93.1) per coloro che a 3 mesi avevano ottenuto una risposta parziale. 6
Brexucabtagene autoleucel (Tecartus) è stato approvato a luglio 2020 per trattare il Linfoma a cellule mantellari (MCL) refrattario/recidivante sulla base dei risultati ottenuti da uno studio su 68 pazienti per i quali è stato riscontrato un 67% (95% IC, 53 -78) di risposte complete. 7
Nonostante l’indiscutibile vantaggio che deriva da questo nuova terapia cellulare, bisogna considerare anche le criticità legate ad essa.2 In particolare:
– Efficacia terapeutica non ottimale. Essa può essere dovuta ad una perdita dell’antigene CD19 da parte delle cellule target con selezione di un clone CD19- (recidive antigene-negative) oppure a una scarsa espansione o una scarsa persistenza in vivo delle cellule CAR-T (recidive antigene-positive). Inoltre, un raro meccanismo di escape può essere dovuto alla trasduzione accidentale, durante i processi di manipolazione in vitro, di una singola cellula leucemica con il CAR-anti-CD19. In tal caso, la cellula tumorale stessa legherà il proprio CAR al suo CD19, non rendendolo più disponibile ai linfociti T trasdotti. 7
– Tossicità. Un possibile effetto collaterale è la Sindrome da Rilascio di Citochine (CRS), anche nota come tempesta citochinica, che può presentarsi in circa il 25% dei pazienti ed ha una mortalità del 5%. E’ una condizione legata all’aumento del rilascio citochinico in seguito all’attivazione di numerosi linfociti e la probabilità di comparsa e gravità dipendono dal burden tumorale all’inizio del trattamento. La CRS è accompagnata da sintomi sistemici come febbre alta, malessere, astenia, mialgia, nausea dovuti all’aumentato rilascio di TNF- a seguito da IFN-y, IL-1b, IL-2, IL-6, IL-8 e IL-10. Inoltre, qualsiasi organo o sistema potrebbe essere coinvolto e in alcuni casi la CRS potrebbe scatenare una sindrome da attivazione macrofagica. La tossicità da citochine generalmente compare entro la prima settimana dall’infusione raggiungendo il picco al momento di massima espansione delle cellule T (dopo circa 1-2 settimane). Il Tocilizumab (anticorpo anti-recettore IL-6) e il Siltuximab (anticorpo che lega la IL-6) sono i farmaci di scelta per il trattamento della CRS moderata o severa.
L’altro effetto collaterale legato all’infusione di CAR-T è la sindrome da Neurotossicità Associata alle Cellule Effettrici della Risposta Immune (ICANS), caratterizzata da encefalopatia con confusione, afasia, atassia, delirio ed edema cerebrale. Si osserva nel 20% dei pazienti e può comparire anche contemporaneamente alla presenza della CRS. La terapia con anti-IL6 può rendere la ICANS reversibile durante la prima fase, ma nulla può nella seconda fase. 2
– Costi elevati. In America la terapia costa intorno ai 400.000 euro e può raggiungere il milione di euro a paziente tra ricoveri e altre voci. In Italia, il costo per il Sistema sanitario è intorno a 300.000 euro a trattamento. Il rimborso messo a punto tra Aifa e l’Azienda farmaceutica è basato sull’efficacia della cura e prevede una quota rimborsata subito al momento dell’infusione e, se il risultato si ottiene e persiste, si procede al completo rimborso successivamente.
Prospettive Future
Gli attuali filoni di ricerca sono indirizzati a cercare di risolvere le recidive e gli effetti collaterali oltre che ad ampliare le indicazioni nella pratica clinica.
Si sta cercando di prevenire le recidive antigene negative attraverso la somministrazione di CAR-T che riescono a riconoscere più di un antigene tumorale. Per le recidive antigene positive invece, sono in studio diverse strategie quali la sostituzione della regione ScFv con una completamente umanizzata e meno antigenica; produzione di CAR-T in grado di poter esprimere anche molecole co-stimolatorie come il CD40L o in grado di secernere citochine immunostimolanti come IL-12 o IL-18, o inibendo l’asse PD-1/PDL1.8
Una delle novità per mitigare le tossicità legate alla terapia CAR-T è stato l’inserimento di un gene suicida durante l’ingegnerizzazione genetica, che consente di rimuovere in modo selettivo le cellule effettrici CAR-T nel caso in cui si attivino in maniera eccessiva. Al fine di ridurre la tossicità off-target, un ruolo particolarmente utile può essere svolto dai bi-CAR (che necessitano del riconoscimento di due antigeni specifici per potersi attivare) o da cellule CAR inducibili la cui espressione sulla superficie dei linfociti T dipende dal primario riconoscimento di un antigene tumore specifico. 9
Sebbene la terapia abbia dimostrato efficacia nei tumori del sangue, le sperimentazioni per testare nuove indicazioni terapeutiche sono in rapida ascesa. Sono in corso, ad esempio, numerosi studi clinici che mostrano i segni di efficacia clinica della terapia CAR-T nei tumori solidi. I recettori chimerici infatti possono essere progettati per riconoscere qualsiasi antigene della superficie cellulare, per cui, una cellula T può essere dotata di specificità per qualsiasi proteina superficiale espressa da un tumore, ampliando notevolmente il numero di bersagli immunologici disponibili. 10
I primi risultati con le CAR-T contro i tumori solidi sono stati ottenuti su pazienti affetti da tumori cerebrali, in cui tre pazienti su undici hanno avuto una risposta completa, nei sarcomi, mesotelioma e carcinoma della prostata, ma rimangono ancora dubbi ed ostacoli che si sta cercando di superare attraverso la combinazione con farmaci chemioterapici o immunoterapici.10
I risultati preliminari sono promettenti e suggeriscono un probabile successo imminente anche nell’indicazione dei tumori solidi.
Centri
Data la complessità dell’esecuzione e la gravità degli effetti collaterali, la terapia CAR-T viene eseguita in Centri selezionati ad alta qualificazione in grado non solo di ingegnerizzare correttamente le cellule, ma anche gestire subito i sintomi degli effetti collaterali.
Nella rete ospedaliera Salentina non ci sono attualmente centri accreditati per questo tipo di terapia. Tuttavia in Puglia, dal novembre 2019, il centro autorizzato alla prescrizione e somministrazione della terapia Car-T è il P.O. SS Annunziata e Moscati a Taranto, presso il quale è consentito l’utilizzo dell’Axibactagene Ciloleucel per pazienti adulti con DLBCL e linfoma primitivo del mediastino a grandi cellule B recidivati o refrattari a due o più linee di terapia.
Dott. vitale Nuzzo, Medico Chirurgo originario di Marittima di Diso (Lecce);
Specialista in Oncologia Medica – Ricercatore presso il Dana Faber Cancer Insitute – Harvard University, Boston, Massachusetts, Stati Uniti d’America (OMLE 7404)
Dr. Antonio Maroccia
MEDICO-CHIRURGO nato a Taranto. Specializzando in Ematologia presso l’U.O. di Ematologia Immunologia Clinica dell’Azienda Ospedaliera di Padova, Università di Padova, Italia (OMLE 8540)
Bibliografia
1. Zhao, L. & Cao, Y.J. Engineered T Cell Therapy for Cancer in the Clinic. Front Immunol 10, 2250 (2019).
2. Neelapu, S.S., et al. Chimeric antigen receptor T-cell therapy – assessment and management of toxicities. Nat Rev Clin Oncol 15, 47-62 (2018).
3. Bridgeman, J.S., Hawkins, R.E., Hombach, A.A., Abken, H. & Gilham, D.E. Building better chimeric antigen receptors for adoptive T cell therapy. Curr Gene Ther 10, 77-90 (2010).
4. Maude, S.L., et al. Tisagenlecleucel in Children and Young Adults with B-Cell Lymphoblastic Leukemia. N Engl J Med 378, 439-448 (2018).
5. Schuster, S.J., et al. Tisagenlecleucel in Adult Relapsed or Refractory Diffuse Large B-Cell Lymphoma. N Engl J Med 380, 45-56 (2019).
6. Locke, F.L., et al. Long-term safety and activity of axicabtagene ciloleucel in refractory large B-cell lymphoma (ZUMA-1): a single-arm, multicentre, phase 1-2 trial. Lancet Oncol 20, 31-42 (2019).
7. Wang, M., et al. KTE-X19 CAR T-Cell Therapy in Relapsed or Refractory Mantle-Cell Lymphoma. N Engl J Med 382, 1331-1342 (2020).
8. Srivastava, S. & Riddell, S.R. Chimeric Antigen Receptor T Cell Therapy: Challenges to Bench-to-Bedside Efficacy. J Immunol 200, 459-468 (2018).
9. Huang, R., et al. Recent advances in CAR-T cell engineering. Journal of Hematology & Oncology 13, 86 (2020).
10. Ma, S., et al. Current Progress in CAR-T Cell Therapy for Solid Tumors. Int J Biol Sci 15, 2548-2560 (2019).