HDI1-1 - Manufacturing of virus-specific T cells at an academic center Britta Eiz-Vesper, Germany

Manufacturing of virus-specific T Cells at an academic center

Britta Eiz-Vesper, Institute for Transfusion Medicine, Hannover Medical School

 

Die grössten Komplikationen nach einer Stammzellentransplantation (HSCT) sind das Versagen des Transplantats meist innerhalb der ersten 50 Tage, die Abstossung des Transplantates, die akute (in den ersten 100 Tagen) sowie chronische Graft-Versus-Host-Erkrankung (GVHD) sowie Infektionen nach der Transplantation. Hierbei sind virale, bakterielle sowie Pilzinfektionen häufig und die Ursache für eine erhöhte Morbidität und Mortalität.

 

Mehr Viren, höhere Mortalität

Bei der Häufigkeit der entdeckten DANN-Viren nach HSCT stechen HHV6 mit 26% der Fälle sowie EBV mit 23% hervor. Weitere sind CMV (16%), ADV (11%), HHV7 (10%) sowie PVB (7%), BKV (4%), HSV (2%) und VZV (1%). Hierbei handelt es sich in 80% um reaktivierte Herpesviren. Drei von vier Patienten haben mehr als einen positiven (bis zu 5) Virustest. Die Mortalität liegt bei 17-35%. Die Mortalität liegt um so höher, je mehr Viren zur selben Zeit oder auch in zeitlichen Abständen auftreten.

Für solide Transplantationen gelten etwa die gleichen Risiken in Bezug auf die Aktivierung von latenten sowie opportunistischen Infektionen. Durch eine prophylaktische Impfung können solche Infektionen teilweise verzögert aber nicht eliminiert werden.

Als bedeutsame Risikofaktoren gelten eine epidemiologische Exposition mit entsprechender Donor- oder Empfänger-Disposition, bereits vorbestehende Infektionen (z.B. ADV), ungenügende Immunantwort gegen eine primäre Infektion sowie das Mikrobiom. Der Grad der Immunsuppression spielt eine wichtige Rolle (z.B die eingesetzten Medikamente, der Grad der T-Zell Depletion, akute GVHD mind. Grad 2 (z.B. bei CMV, ADV, EBV) sowie schwere Lympho- (unter 300 CD3 T-Zellen/mikroL) und Neutropenien (unter 1000 absolute Neutrophile/mikroL).

Auch die Art des Transplantates spielt eine Rolle wie beispielsweise ≥1 HLA Mismatch (ADV, EBV), Nabelschnurblut, PBSC Grafting (EBV) oder ein reduced-intensity conditioning (EBV).

 

Adoptiver Transfer von antiviralen T Zellen

Die Reaktivierung von Viren kostet neben Leben auch Zeit und Geld. Es ist darum ein wichtiges Therapieziel, virusinfizierte Zellen zu entfernen sowie die antiviralen T Zellen zu ersetzen und zu expandieren. Hierzu dienen Virustatika, die Reduktion der Immunsuppression auf ein therapeutisch tolerierbares Mass sowie die Immuntherapie (anti-CD20) im Falle einer EBV assoziierten Posttransplantären- Lymphoproliferativen Erkrankung (PTLD). Als weitere Optionen kommen der adoptive Transfer von antiviralen T Zellen hinzu sowie gentechnisch veränderte T Zellen (z.B. CAR T Zellen). Bei letzterer stellen sich wichtige Fragen wie beispielsweise die GVH Reaktion vermieden, die Graft versus Infektion oder Graft versus Tumor Reaktion gesteigert und die Zurückweisung der transferierten T Zellen verhindert werden kann. Die immuntherapeutische Eliminierung von malignen oder virusinfizierten Zellen unter Vermeidung einer GVHD ist eine echte Herausforderung.

 

Das alloCELL Protokoll

In Hannover existiert ein Protokoll um diejenigen Patienten zu identifizieren, die von einer adoptiven T Zellentherapie profitieren können. Es handelt sich um Patienten mit einer Zunahme des Viral Load und dem Fehlen von antiviralen T-Zellen und bei denen die antivirale Therapie versagt. Für sie werden Spender für virusspezifische T Lymphozyten rekrutiert. Dann geht es darum herauszufinden, wie für diese Patienten antivirale T Zellen (ATZ) für den adoptiven Transfer hergestellt werden können. Vor und nach dem Transfer müssen der Viral Load sowie die antiviralen T Zellen monitorisiert werden. Als Spender für die ATZ kommen Stammzellenspender sowie Familienmitglieder oder auch nichtverwandte Personen in Frage sofern sie für den in Frage kommenden Virus seropositiv sind. Erforderlich ist auch die HLA Komptabilität (≥5/10) sowie eine genügend hohe Frequenz von ATZ und die Verfügbarkeit des Spenders. Bei den nicht verwandten Spendern gibt es gemäss Tabelle 1 sogenannte Third Party Donor T-Zell Linien sowie Third Party T-Zell Spender.

 

Tabelle 1: Third Party Donor T-Zell Linien sowie Third Party T-Zell Spender

Third Party Donor T-Zell Linien

Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York (PI Richard J. O’Reilly)

·      CTL lines specific for CMV, EBV

Baylor College of Medicine (BCM), Houston (PI Helen E. Heslop, Ann Leen)

·      CTL lines specific for CMV, EBV, BKV, HHV6 and ADV

Royal Free Hospital London (PI Tanzina Haque)

·      EBV-CTL lines (EBV-immortalized B-cell lines)

Westmead Hospital, Sydney (PI David Gottlieb)

·      CTL lines specific for CMV, EBVand ADV

Third Party T-Zell Spender

Medical School Hannover, alloCELL (PI Britta Eiz-Vesper, Britta Maecker-Kolhoff)

·      >2300 donors recruited, >1200 with known antiviral memory T-cell frequencies

Bambino Gesù Children’s Hospital, Rome (PI Giuseppina Li Pira)

111 donors recorded with known antiviral memory T-cell frequencies

 

In Hannover werden alle Thrombozyten Spender gefragt, ob sie auch T-Zell Linien spenden möchten. CMV- und EBV-spezifische Memory T Cells werden häufig bei seropositiven gesunden Spendern angetroffen. Für die Gewinnung von ATZ gibt es zwei Möglichkeiten: Sie können entweder über Restimulierung in vitro mit anschliessender Expansion gewonnen werden (dauert 9 – 30 Tage) oder über eine direkte Anreicherung der gewünschten Zellen (dauert 16-24 Std.).

 

Bisher sehr gute Erfahrungen

Im Rahmen des T-cell Donor Registry wurden in Hannover bislang 139 T-Zell Produkte geschaffen. Mit den antiviralen T-Zell Infusionen wurden keine toxischen Reaktionen beobachtet, auch keine de novo GvHD Induktion. Vier von 31 Patienten mit EBV-spezifischem T-Zell Transfer zeigten eine milde Verstärkung eines präexistenten GvHD (3 SCD, 1 alloCELL). Bei 30 Patienten mit einer nachfolgenden CTL Analyse, hatten 27 (90%) nachweisbare virusspezifische T-Zellen (1 Woche bis 24 Monate nach Transfer). Daraus darf geschlossen werden, dass der adoptive Transfer von (multi) virusspezifischen T-Zellen von Stammzellen verwandten oder nicht verwandten 3. Spendern machbar und sicher ist.  Dies kann die Immunität wiederherstellen und vermag auch eine etablierte Infektion zu kontrollieren ebenso wie virusinduzierte Malignitäten nach hämatopoietischen Stammzellen- oder soliden Organtransplantationen.

 

Noch viele Fragen offen

Das Anlegen von entsprechenden Spendertools erleichtert die adoptive T-Zell Therapie gegen Virusinfektionen mit der Bereitstellung einer Quelle für antivirale Lymphozyten zwecks schneller Behandlung basierend auf einer optimalen HLA-Übereinstimmung.

Noch gibt es einige offenen Fragen: Was ist die passendste Therapie vor und während der T-Zell Behandlung? Gibt es bessere Wege zur Isolierung virusspezifischer T-Zellen? Beispielsweise CD137 Selektion, CD154 Selektion, von CD62L-befreite Produkte, von CD45RA- befreite Produkte. Welches ist die optimale Dosierung? Vermag die Applikation von multivirusspezifischen T-Zellen die Alloreaktivität zu verhindern oder zu vermindern? Wie kann die Methode ausserhalb von akademischen Zentren eingesetzt werden? Sind gen-modifizierte virusspezifische T-Zellen eine Alternative? Welches sind die besten Effektor Zellen?