INTRODUCCION A LA TERAPIA CART

Dra Carmen Albo LópezComplexo Hospitalario Universitario de Vigo

NOMENCLATURA Y DEFINICION

CAR: chimeric antigen receptorCARsCAR-TCAR-T cellCARTs

Se construyen por ingeniería genética receptores que unen una cadena simple Fv a dominios intracelulares del receptor de la célula T, reorientando los linfocitos T citotóxicos a células que expresan este antígeno. Las células T pasan a expresar un receptor de antígeno quimérico.

INTRODUCCION

La quimioterapia y la radioterapia han sido durante mucho tiempo el pilar de las opciones no quirúrgicas de tratamiento del cáncer. Sin embargo, muchos tipos de cáncer siguen siendo refractarios al tratamiento y desarrollan resistencia a lo largo del tiempo.

A pesar de los últimos avances terapéuticos, tales como la introducción de anticuerpos monoclonales e inhibidores de pequeñas-moléculas, las respuestas al tratamiento varían considerablemente entre los pacientes y se mantiene una alta tasa de recidiva con mal pronóstico lo que sigue siendo un reto importante.

INTRODUCCION

En caso de enfermedad persistente o recidivante, pocas o ninguna de las estrategias actuales de tratamiento son capaces de erradicar definitivamente las células malignas residuales, lo que exige terapias con mayor eficacia.

Una abrumadora evidencia apoya el papel crítico del sistema inmune, y en particular los linfocitos en el control y la erradicación del cáncer. El aprovechamiento del sistema inmunitario para conseguir la eficacia clínica está siendo el foco de muchas terapias.

EL SISTEMA INMUNE

El sistema inmunológico defiende al organismo contra las infecciones y el cáncer. Se compone de miles de millones de células.

Los linfocitos, un subtipo de células blancas de la sangre, comprenden una parte importante del sistema inmune.

Hay tres tipos de linfocitos:• Los linfocitos B (células B) producen anticuerpos para combatir la infección.• Los linfocitos T (células T) y las células asesinas naturales (NK) matan directamente las células infectadas o cancerosas y también estimulan a otras células del sistema inmune utilizando productos químicos conocidos como "citocinas".

LA INMUNOTERAPIA

• Es un tipo de tratamiento que utiliza el propio sistema inmune del cuerpo para combatir el cáncer.

• Mejora la capacidad del cuerpo para detectar y destruir las células cancerosas.

• Se basa en el concepto de que las células inmunitarias o anticuerpos pueden reconocer y destruir las células cancerosas.

Gross y colaboradores demostraron por primera vez la posibilidad de reorientar genéticamente linfocitos T citotóxicos frente a células tumorales en 1989.

Introdujeron un anticuerpo capaz de reconocer un antígeno determinado en una célula T citotóxica y su estudio concluía afirmando: “los receptores de células T quiméricas con especificidad antitumoral permitirán modificar la lucha contra los tumores”.

G. Gross, T. Waks, and Z. Eshhar, “Expression of immunoglobulin-T-cell receptor chimeric molecules as functional receptors with antibody-type specificity,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 86, no. 24, pp. 10024–10028, 1989.

Este estudio sentó las bases para el desarrollo de los llamados CARTsde primera generación, donde un anticuerpo de cadena sencilla dirigido contra un antígeno tumoral (scFv) se fusiona directamente con el dominio de señalización del receptor de células T (TCR) miembro de complejo CD3.

A pesar de la destrucción específica de célula diana in vitro y resultados preclínicos alentadores en modelos de tumores murinos, el primer estudio clínico de células T transferidas con el receptor α-folato (FR) en el cáncer de ovario mostró resultados decepcionantes. No se observó reducción de la carga tumoral en ninguno de los 14 pacientes estudiados.

La ausencia de eficacia se atribuyó a la dificultad para persistir in vivo una vez infundidas por falta de estimulación para su multiplicación. Se precisa por tanto una 2ª señal coestimuladora que mejore proliferación y supervivencia.

CONSTRUCCION DE UN CART

1) Elección del anticuerpo: Cuáles son los antígenos específicos del tumor? Cuan específico debe ser? ¿Cómo son expresados por los tumor en comparación con los tejidos normales? ¿Todas las células tumorales poseen el mismo antígeno? El tumor puede ser erradicada si sólo algunas células son susceptibles al efecto inmune? ¿Cuál es el potencial de toxicidad que puede causar?

ES IMPORTANTE ELEGIR MOLECULAS PRESENTES EN EL TUMOR Y NO EXPRESADAS EN TEJIDOS SANOS

CONSTRUCCION DE UN CART

2) El material genético que codifica el receptor de antígeno quimérico puede ser transferido a las células T.

TECNICAS VIRALES: vectores gammaretroviral o lentivirus, con baja inmunogenicidad intrínseca, se integrarían en el genoma de la célula huésped y dan lugar a la expresión del transgen permanente. La principal preocupación del uso de virus es su potencial mutagénico, si bien el seguimiento de los estudios clínicos realizados hasta el momento apoya la seguridad del uso de estos vectores en las células T.

CONSTRUCCION DE UN CART

2) El material genético que codifica el receptor de antígeno quimérico puede ser transferido a las células T.

TECNICAS VIRALES:

CONSTRUCCION DE UN CART

2) El material genético que codifica el receptor de antígeno quimérico puede ser transferido a las células T.

TECNICAS NO VIRALES: son generalmente más baratos y son considerados como potencialmente más seguros por las agencias reguladoras. Estos incluyen sistemas de transposón / transposasa o de ARN electroporación. Aquí, un plásmido de ADN que codifica el CAR se transcribe primero in vitro bajo condiciones GMP, lo que resulta en ARN mensajero que se inserta a continuación en células T mediante electroporación.

CONSTRUCCION DE UN CART

3) COESTIMULACIÓN.A pesar de una fuerte evidencia preclínica y clínica de que la introducción de una sola molécula coestimuladoraconduce a funciones superiores de las células T en comparación con las que no contienen ningún dominio coestimulador, estamos lejos de la identificación de la molécula coestimuladora óptima(s). Todavía no sabemos si hay una forma óptima para la construcción de CARs o si las diferentes enfermedades requerirán diferentes construcciones.

CONSTRUCCION DE UN CART

3) COESTIMULACIÓN.A pesar de una fuerte evidencia preclínica y clínica de que la introducción de una sola molécula coestimuladoraconduce a funciones superiores de las células T en comparación con las que no contienen ningún dominio coestimulador, estamos lejos de la identificación de la molécula coestimuladora óptima(s). Todavía no sabemos si hay una forma óptima para la construcción de CARs o si las diferentes enfermedades requerirán diferentes construcciones.

-CD28, fue la primera molécula coestimuladora en ser incluida en CARs de segunda generación. Aumenta de manera espectacular la producción de IL-2, así como la citotoxicidad, y son relativamente resistentes a la supresión por células T reguladoras. -La incorporación de CD137 parece resultar en mejor supervivencia in vivo, actividad antitumoral y unión al tumor en comparación con CD28 en modelos preclínicos.-Otros: CD27, CD134, CD244,...

¿CUÁL ES EL DESTINO DE LAS CÉLULAS T CAR DESPUÉS DE LA INFUSIÓN?

Conceptualmente, tras la infusión en un paciente: Las células T modificadas deben dirigirse al sitio del tumor, unirse con su antígeno afín, proliferar, evitar las señales inhibitorias desde el microambiente tumoral, matar a las células diana, y persistir el tiempo suficiente para participar en la vigilancia inmunológica contra las células tumorales residuales.

Aún existen muchas circunstancias por dilucidar:se precisa acondicionamiento previo a la infusión?dosis óptimadaño a tejidos con baja expresión de antígenosfactores que influyen en la llegada al tumor o en su baja supervivencia

Posibles efectos secundarios de la terapia de células T CAR

1) Síndrome de liberación de citoquinas (CRS). Es el resultado de la activación de células T, por lo que su presencia en realidad indica una respuesta positiva a la terapia. Con la terapia de células T CAR, grandes cantidades de citoquinas son producidas por el sistema inmune activado pudiendo causar fiebre alta, hipotensión o mala oxigenación pulmonar (que requiere la administración de oxígeno suplementario como una medida temporal). Algunos pacientes experimentan delirio, confusión y convulsiones durante el tratamiento. La aparición de estos síntomas es generalmente dentro de la primera semana de tratamiento y generalmente son reversibles.

Posibles efectos secundarios de la terapia de células T CAR

1) Síndrome de liberación de citoquinas (CRS).

Posibles efectos secundarios de la terapia de células T CAR

1) Síndrome de liberación de citoquinas (CRS).

Posibles efectos secundarios de la terapia de células T CAR

2) La aplasia de células B cuando los CARs utilizados se dirigen contra estas células. La terapia de células T no sólo destruye las células B cancerosas, sino también a las células B normales. Por lo tanto el bajo número de células B o células B ausentes es un efecto secundario esperado. Resulta en una menor capacidad de producir anticuerpos que protegen contra infecciones. Para prevenir las infecciones en estos pacientes debemos de realizar tratamiento con inmunoglobulinas en administración intravenosa. No se sabe cuánto tiempo persiste la disminución del número de células B sin embargo se han observado efectos secundarios a largo plazo.

Posibles efectos secundarios de la terapia de células T CAR

3) Síndrome de lisis tumoral (TLS). Un grupo de complicaciones metabólicas que pueden ocurrir debido a la ruptura de las células con el inicio del tratamiento. El tratamiento incluye la terapia estándar de apoyo.

Un reto importante en este campo es el desarrollo de enfoques que permitan eliminar las células T modificadas cuando sea necesario. Cuando las células T se transducen con el gen de la

timidina quinasa, derivado del virus herpes simple, se pueden eliminar de manera eficiente mediante la administración de ganciclovir.

Un método más eficaz se basa en la introducción de una proteína de fusión que comprende un dominio de unión a FK506 vinculado a la caspasa 9 que señaliza dominios humanos que inducen apoptosis (muerte celular programada) tras la exposición a una pequeña molécula de dimerización.

ENSAYOS EN HEMATOLOGIA Existen ya más de 40 estudios con células CART en

hematología.

La mayoría centrados en enfermedades de células B.

Los primeros ensayos con CART asociaron anticuerpos frente al antígeno CD19, y a pesar de que se expresa en muchos tipos de tumores (LLA, linfomas indolentes, LLC,…), las mejores respuestas se han obtenido en LLA-B.

ASH 2015 – Abstract 681LLA-B refractaria o en recaída Respuesta completa 93% independientemente de la carga tumoral Supervivencia global a los 12 meses 79%, la mayoría sin trasplante. Libre de

enfermedad 76%. COMPLICACIONES: 28% neurotoxicidad reversible

27% SLC grave: requirió UCI en un 9%100% aplasia de células B que precisó IGIV

RECAIDAS: 1/3 con blastos CD19 negativos2/3 por agotamiento CART

AVANCES

NUEVAS DIANAS NUEVOS SOPORTES CAR LLA: CD22 LMA: CD123

CD33, LewisY, FLT3 LNH: CD30

Cadenas ligeras KVENTAJA: 30% de las células B permanecerían intactas

MIELOMA:BCMA preserva una parte de células

B

CD138CD19

CD4

Celulas T gamma/delta

NK

Células T de memoria

AVANCES

NUEVOS DISEÑOS: CARs 4ª GENERACION

Mayor seguridad: incorporación de genes suicidas que permitan eliminarlas si es necesario

Mayor especificidad

Aumento de su eficacia antitumoral:o Generando señales de supervivencia

o Asociando a los anticuerpos citoquinas (TRUCKs)

CONCLUSIONES El diseño óptimo de un CAR determinado sigue siendo

un área de investigación activa y debe ser evaluado empíricamente para el tratamiento de diferentes tumores malignos.

Los estudios realizados sugieren que la terapia CART puede ser de utilidad como puente al trasplante y en pacientes en recaída o refractarios a otros tratamientos.

Son necesarios estudios que fijen dosis celulares con diferentes dianas y permitan avanzar en el conocimiento y manejo de las complicaciones derivadas del tratamiento.