NKG2D-CAR memory T cells target pediatric T-cell acute lymphoblastic leukemia in vitro and n vivo but fail to eliminate leukemiai nitiating cells

[Introduction]: Refractory/relapsed pediatric acute leukemia are still clinically challenging and new therapeutic strategies are needed. Interactions between Natural Killer Group 2D (NKG2D) receptor, expressed in cytotoxic immune cells, and its ligands (NKG2DL), which are upregulated in leukemic blasts, are important for anti-leukemia immunosurveillance. Nevertheless, leukemia cells may develop immunoescape strategies as NKG2DL shedding and/or downregulation. [Methods]: In this report, we analyzed the anti-leukemia activity of NKG2D chimeric antigen receptor (CAR) redirected memory (CD45RA-) T cells in vitro and in a murine model of T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). We also explored in vitro how soluble NKG2DL (sNKG2DL) affected NKG2D-CAR T cells’ cytotoxicity and the impact of NKG2D-CAR T cells on Jurkat cells gene expression and in vivo functionality. [Results]: In vitro, we found NKG2D-CAR T cells targeted leukemia cells and showed resistance to the immunosuppressive effects exerted by sNKG2DL. In vivo, NKG2D-CAR T cells controlled T cell leukemia burden and increased survival of the treated mice but failed to cure the animals. After CAR T cell treatment, Jurkat cells upregulated genes related to proliferation, survival and stemness, and in vivo, they exhibited functional properties of leukemia initiating cells. [Discussion]: The data here presented suggest, that, in combination with other therapeutic approaches, NKG2D-CAR T cells could be a novel treatment for pediatric T-ALL.This work was supported by a grant from the Instituto de Salud Carlos III to LF PI21/01049, the II and V awards from UNOENTRECIENMIL Foundation, and a grant from CRIS FOUNDATION to Beat Cancer as part of the projects “Cell therapy based on NKG2D-CAR for pediatric leukemia” and “NKG2D-CAR as treatment for pediatric patients suffering from acute leukemia and juvenile myelomonocytic leukemia”. AF, MI-N, AN-Z and CF have been supported by Personnel research grants from CRIS Foundation to beat cancer. CM has been supported by Personnel PhD student grants from the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), PFIS (FI19/00176). MVG is funded by grant PID2021-123795OB-I00 from the Spanish Ministry of Science and Innovation [Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN)/Agencia Estatal de Investigación (AEI) / 10.13039/501100011033 and European Regional Development Fund (ERDF)-A way of making Europe] and belongs to cancer-Hub CSIC. MI lab is funded by grant PID2020-114148RB-I00 from the Spanish Ministry of Science and Innovation MCIN/AEI/10.13039/501100011033,which was in part granted with FEDER funding (EC)

A Mathematical Description of the Bone Marrow Dynamics during CAR T-Cell Therapy in B-Cell Childhood Acute Lymphoblastic Leukemia

Chimeric Antigen Receptor (CAR) T-cell therapy has demonstrated high rates of response in recurrent B-cell Acute Lymphoblastic Leukemia in children and young adults. Despite this success, a fraction of patients' experience relapse after treatment. Relapse is often preceded by recovery of healthy B cells, which suggests loss or dysfunction of CAR T-cells in bone marrow. This site is harder to access, and thus is not monitored as frequently as peripheral blood. Understanding the interplay between B cells, leukemic cells, and CAR T-cells in bone marrow is paramount in ascertaining the causes of lack of response. In this paper, we put forward a mathematical model representing the interaction between constantly renewing B cells, CAR T-cells, and leukemic cells in the bone marrow. Our model accounts for the maturation dynamics of B cells and incorporates effector and memory CAR T-cells. The model provides a plausible description of the dynamics of the various cellular compartments in bone marrow after CAR T infusion. After exploration of the parameter space, we found that the dynamics of CAR T product and disease were independent of the dose injected, initial B-cell load, and leukemia burden. We also show theoretically the importance of CAR T product attributes in determining therapy outcome, and have studied a variety of possible response scenarios, including second dosage schemes. We conclude by setting out ideas for the refinement of the model.This work was partially supported by the Fundacion Espanola para la Ciencia y la Tecnologia (UCA PR214), the Asociacion Pablo Ugarte (APU, Spain), Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha (SBPLY/17/180501/000154), Ministry of Science and Technology, Spain (PID2019110895RB-I00), and Inversion Territorial Integrada de la Provincia de Cadiz (ITI-0038-2019)

Efecto de un programa de formación en atención primaria sobre la optimización del tratamiento con bloqueadores beta en pacientes ancianos con insuficiencia cardiaca

[Abstract] Introduction and objectives. Underuse of beta-blockers may contribute to elevated mortality in chronic heart failure. The aim of this study was to determine whether a specific interventional training program for primary care physicians would help optimize the use of beta-blockers in elderly chronic heart failure patients. Methods. This randomized comparative study included 627 patients aged 70 years or more who were discharged consecutively from 53 Spanish hospitals with a principal diagnosis of chronic heart failure. In total, 292 health-care centers in the catchment areas of these hospitals were randomly assigned to two groups: one group of 146 centers carried out an interventional training program on beta-blocker use for primary care physicians belonging to the centers assigned to training, and 146 centers served as a control group. The main outcome variable was the percentage of patients who were receiving a beta-blocker at the maximum or maximum tolerated dose 3 months after hospital discharge. Results. The patients’ mean age was 78±5 years and 42% were women. There was no difference between the groups in demographic characteristics, clinical care, or treatment at discharge. The percentage of patients who received beta-blockers at the maximum tolerated dose 3 months after discharge was greater in the training group (49% vs. 38%; P=.014). Being treated in the training group was an independent predictor of receiving a beta-blocker at the MTD (odds ratio=2.46; 95% confidence interval, 1.29-4.69; P<.001). Conclusions. Implementation of an interventional training program on beta-blocker treatment for primary care physicians improved the use of these medications in elderly chronic heart failure patients.[Resumen] Introducción y objetivos. La infrautilización de bloqueadores beta puede influir en la elevada mortalidad de la insuficiencia cardiaca. El objetivo de nuestro estudio es evaluar si un programa específico de intervención sobre médicos de atención primaria permite optimizar el uso de bloqueadores beta en pacientes ancianos con insuficiencia cardiaca. Métodos. Se diseñó un estudio aleatorizado y comparativo en el que se incluyó a 627 pacientes de 70 o más años, dados de alta de forma consecutiva con el diagnóstico principal de insuficiencia cardiaca en 53 hospitales españoles. Se realizó una asignación aleatoria de los 292 centros de salud de las áreas de esos hospitales a dos grupos (formación, 146 centros, y control, 146 centros), para impartir un programa de intervención y formación sobre bloqueadores beta a los médicos pertenecientes a los centros del grupo formación. La variable principal fue el porcentaje de pacientes que recibían la dosis máxima o máxima tolerada de bloqueadores beta a los 3 meses del alta. Resultados. La edad de los pacientes era de 78 ± 5 años; el 42% eran mujeres. No hubo diferencias entre ambos grupos en sus características demográficas, clínicas o en el tratamiento al alta. El porcentaje de pacientes que recibían la dosis máxima tolerada de bloqueadores beta a los 3 meses del alta fue mayor en el grupo formación (el 49 frente al 38%; p = 0,014); pertenecer al grupo formación fue predictor independiente de recibir la dosis máxima tolerada de bloqueadores beta (odds ratio = 2,46; intervalo de confianza del 95%, 1,29-4,69; p < 0,001). Conclusiones. Un programa de formación sobre bloqueadores beta en atención primaria mejora su uso en pacientes ancianos con insuficiencia cardiaca

NKG2D-CAR memory T cells target pediatric T-cell acute lymphoblastic leukemia in vitro and in vivo but fail to eliminate leukemia initiating cells

Introduction Refractory/relapsed pediatric acute leukemia are still clinically challenging and new therapeutic strategies are needed. Interactions between Natural Killer Group 2D (NKG2D) receptor, expressed in cytotoxic immune cells, and its ligands (NKG2DL), which are upregulated in leukemic blasts, are important for anti-leukemia immunosurveillance. Nevertheless, leukemia cells may develop immunoescape strategies as NKG2DL shedding and/or downregulation. Methods In this report, we analyzed the anti-leukemia activity of NKG2D chimeric antigen receptor (CAR) redirected memory (CD45RA ⁻ ) T cells in vitro and in a murine model of T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). We also explored in vitro how soluble NKG2DL (sNKG2DL) affected NKG2D-CAR T cells’ cytotoxicity and the impact of NKG2D-CAR T cells on Jurkat cells gene expression and in vivo functionality. Results In vitro , we found NKG2D-CAR T cells targeted leukemia cells and showed resistance to the immunosuppressive effects exerted by sNKG2DL. In vivo , NKG2D-CAR T cells controlled T cell leukemia burden and increased survival of the treated mice but failed to cure the animals. After CAR T cell treatment, Jurkat cells upregulated genes related to proliferation, survival and stemness, and in vivo , they exhibited functional properties of leukemia initiating cells. Discussion The data here presented suggest, that, in combination with other therapeutic approaches, NKG2D-CAR T cells could be a novel treatment for pediatric T-ALL

Diferencias en el pronóstico de la insuficiencia cardiaca con función sistólica conservada o deprimida en pacientes mayores de 70 años que toman bloqueadores beta

[Abstract] Introduction and objectives. Most studies have shown that prognosis of heart failure with preserved systolic function is as poor as that of heart failure with depressed systolic function, although these results may be biased by the fact that these types of heart failure have different characteristics (age, comorbidity, treatment), which can influence prognosis. Our aim was to determine whether short-term morbidity and mortality differed in these 2 subgroups of heart failure patients when they were comparable in terms of age, associated comorbidity, and therapy. Methods. We analyzed 2 groups of patients aged >70 years who were candidates to receive beta blockers (preserved systolic function, 245; depressed systolic function, 374), consecutively discharged from 53 participating Spanish hospitals with a diagnosis of heart failure, and compared cardiovascular morbidity and mortality 3 months after discharge. Results. Mean age was similar (77.5 ± 4.8 vs 78.2 ± 5.5 years). Left ventricular ejection fraction was 56.2% ± 8.1% vs 33% ± 6.9% (P<.001). The combined event rate (death, hospitalization for heart failure, acute coronary syndrome, or stroke) at 3 months after discharge was lower in patients with heart failure and preserved systolic function (13.4% vs 20.6%; P=.026). Depressed systolic function was an independent predictor of greater incidence of events (odds ratio=1.732; P=.048). Conclusions. In patients of similar age and receiving similar treatment, short-term prognosis is better in patients with heart failure and preserved systolic function than in those with depressed systolic function.[Resumen] Introducción y objetivos. La mayoría de los trabajos han puesto de manifiesto que el pronóstico de la insuficiencia cardiaca con función sistólica conservada es tan malo como el de la insuficiencia cardiaca con función sistólica deprimida, aunque estos resultados pueden estar sesgados debido a que estos dos tipos de insuficiencia cardiaca tienen características distintas (edad, comorbilidades, tratamiento) que pueden influir en el pronóstico. Nuestro objetivo es evaluar si la morbimortalidad a corto plazo es distinta en estos dos subgrupos de insuficiencia cardiaca, con pacientes homogéneos en cuanto a edad, comorbilidad y tratamiento recibido. Métodos. Analizamos dos grupos de pacientes mayores de 70 años y que pudieran recibir bloqueadores beta, dados de alta consecutivamente tras un ingreso por insuficiencia cardiaca en 53 hospitales españoles (función sistólica deprimida, 245; función sistólica conservada, 374), y se comparó la morbimortalidad cardiovascular a los 3 meses del alta. Resultados. Las medias de edad fueron similares (77,5 ± 4,8 frente a 78,2 ± 5,5 años). La fracción de eyección ventricular izquierda fue de 56,2 ± 8,1% frente a 33 ± 6,9% (p < 0,001). La incidencia del evento combinado (muerte, ingreso por insuficiencia cardiaca, síndrome coronario agudo o ictus) a los 3 meses del alta fue menor en los pacientes con insuficiencia cardiaca y función sistólica conservada (el 13,4 frente al 20,6%; p = 0,026). Tener la función sistólica deprimida fue predictor independiente de mayor incidencia de eventos (odds ratio = 1,732; p = 0,048). Conclusiones. En pacientes de edad similar que reciben el mismo tratamiento, el pronóstico a corto plazo es mejor en los pacientes con insuficiencia cardiaca y función sistólica conservada que en aquellos con función sistólica deprimida

Optimizing the procedure to manufacture clinical‐grade NK cells for adoptive immunotherapy

Natural killer (NK) cells represent promising tools for cancer immunotherapy. We report the optimization of an NK cell activation–expansion process and its validation on clinical‐scale. Methods: RPMI‐1640, stem cell growth medium (SCGM), NK MACS and TexMACS were used as culture mediums. Activated and expanded NK cells (NKAE) were obtained by coculturing total peripheral blood mononuclear cells (PBMC) or CD45RA+ cells with irradiated K562mbIL15‐41BBL or K562mbIL21‐41BBL. Fold increase, NK cell purity, activation status, cytotoxicity and transcriptome profile were analyzed. Clinical‐grade NKAE cells were manufactured in CliniMACS Prodigy. Results: NK MACS and TexMACs achieved the highest NK cell purity and lowest T cell contamination. Obtaining NKAE cells from CD45RA+ cells was feasible although PBMC yielded higher total cell numbers and NK cell purity than CD45RA+ cells. The highest fold expansion and NK purity were achieved by using PBMC and K562mbIL21‐41BBL cells. However, no differences in activation and cytotoxicity were found when using either NK cell source or activating cell line. Transcriptome profile showed to be different between basal NK cells and NKAE cells expanded with K562mbIL21‐41BBL or K562mbIL15‐41BBL. Clinical‐grade manufactured NKAE cells complied with the specifications from the Spanish Regulatory Agency. Conclusions: GMP‐grade NK cells for clinical use can be obtained by using different starting cells and aAPCThis work was supported by the National Health Service of Spain, Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), FONDOS FEDER grant (FIS) PI18/01301 to Pérez-Martínez A, CRIS Foundation to Beat Cancer to Escudero A, Fernández A; Navarro A, Mirones I, and Fundación Mari Paz Jiménez Casado and La Sonrisa de Álex to Vela

DataSheet_1_NKG2D-CAR memory T cells target pediatric T-cell acute lymphoblastic leukemia in vitro and in vivo but fail to eliminate leukemia initiating cells.pdf [Dataset]

[Introduction]: Refractory/relapsed pediatric acute leukemia are still clinically challenging and new therapeutic strategies are needed. Interactions between Natural Killer Group 2D (NKG2D) receptor, expressed in cytotoxic immune cells, and its ligands (NKG2DL), which are upregulated in leukemic blasts, are important for anti-leukemia immunosurveillance. Nevertheless, leukemia cells may develop immunoescape strategies as NKG2DL shedding and/or downregulation.[Methods]: In this report, we analyzed the anti-leukemia activity of NKG2D chimeric antigen receptor (CAR) redirected memory (CD45RA-) T cells in vitro and in a murine model of T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). We also explored in vitro how soluble NKG2DL (sNKG2DL) affected NKG2D-CAR T cells’ cytotoxicity and the impact of NKG2D-CAR T cells on Jurkat cells gene expression and in vivo functionality.[Results]: In vitro, we found NKG2D-CAR T cells targeted leukemia cells and showed resistance to the immunosuppressive effects exerted by sNKG2DL. In vivo, NKG2D-CAR T cells controlled T cell leukemia burden and increased survival of the treated mice but failed to cure the animals. After CAR T cell treatment, Jurkat cells upregulated genes related to proliferation, survival and stemness, and in vivo, they exhibited functional properties of leukemia initiating cells.[Discussion]: The data here presented suggest, that, in combination with other therapeutic approaches, NKG2D-CAR T cells could be a novel treatment for pediatric T-ALL.Peer reviewe

Expression of infiltrating bone marrow natural killer cell receptors in pediatric acute leukemia

Abstract of the poster presented at SIOP 2021, the 53th Annual Congress of the International Society of Pediatric Oncology, Virtual, 21-24 october 2021.-- E-Poster Topic: Disease Orientated / AS01 Haematology / AS01.a Acute Lymphoblastic Leukaemia.-- PV0061 / #709.Peer reviewe

Phenotypic study of bone marrow infiltrating NK cells (BiNK) in pediatric patients with acute leukemia

3 figuras.-- Comunicación oral presentada en el LXIII Congreso Nacional de la SEHH (Sociedad Española de Hematología y Hemoterapia) y XXXVII Congreso Nacional de la SETH (Sociedad Española de Trombosis y Hemostasia), Pamplona, 14-16 Octubre 2021.[Introducción] La leucemia es el cáncer más común en la población pediátrica. Aproximadamente el 20% de los pacientes con leucemia linfoide aguda (LLA) y el 40% con leucemia mieloide aguda (LMA) recaen de la enfermedad. Es de vital importancia en el contexto de la recaída el estudio de la pérdida de la inmunovigilancia y el papel que presentan las células NK en este contexto. Para tratar de disminuir las tasas de recaída de la enfermedad. El objetivo de este estudio es evaluar el fenotipo y papel de las células NK infiltradas en médula ósea (BiNK) en pacientes con LLA y LMA.[Métodos] Se recogieron células mononucleares de médula ósea (BMMCs) procedentes de pacientes pediátricos con LLA-B (n=16) y LMA (n=4) en el Hospital Universitario La Paz. Se monitorizaron y analizaron las BiNK en el diagnóstico, seguimiento y recaída de la enfermedad. Se analizó su fenotipo mediante citometría de flujo, comprobando la expresión en superficie de los siguientes receptores activadores e inhibidores: CD56, CD3, CD16, NKG2D, NKp44, NKp46, CD69, CD57, TIM-3, LAG- 3, PD-1. Se examinaron también 3 ligandos de las células BiNK presentes en las células blásticas de los pacientes: PD-1, LAG-3 y TIM-3. Se estudió además la capacidad funcional de las células BiNK a través del ensayo de degranulación CD107a, por citometría de flujo.[Resultados] Los pacientes con LLA mostraron niveles similares de células BiNK en las diferentes fases del estudio, mientras que los pacientes con LMA presentaron una menor infiltración de las células BiNK durante el seguimiento y recaída de la enfermedad (Figura 1). Al diagnóstico se observa una alta expresión de los receptores activadores NKp46, NKG2D y CD57, mientras que los receptores inhibidores muestran una baja expresión en LLA y LMA. Los ligandos de los receptores inhibidores de células BiNK se encuentran altamente expresados en las células blásticas en pacientes con LLA y LMA (Figura 2). Durante el seguimiento de la enfermedad, la subpoblación CD56+ CD16- en las células BiNK de pacientes con LMA presentan una reducción de los receptores activadores. En el contexto de la recaída, las células BiNK muestran una expresión disminuida de NKG2D en pacientes con LLA y LMA. Los receptores inhibidores mantienen una expresión baja a excepción la LMA en recaída, donde se observa un aumento de la expresión de TIM-3 en las células BiNK. Esto se corresponde con una elevada expresión de su ligando, Galectina-9, en las células blásticas. No obstante, los ligandos analizados disminuyen respecto al diagnóstico en los pacientes con LLA, a excepción de Galectina-9. La capacidad degranulativa de las células BiNK se mantiene en los pacientes con LLA y LMA en recaída respecto al diagnóstico (Figura 3).[Conclusión] Las células BiNK procedentes de pacientes con leucemia aguda muestran gran heterogeneidad en la expresión de receptores. Los pacientes con LMA presentan una menor infiltración de células BiNK, así como una escasa capacidad degranulativa en el diagnóstico y recaída de la enfermedad.Peer reviewe

Estudio fenotípico de células NK infiltradas en médula ósea (BINK) en pacientes pediátricos con leucemia aguda

Comunicación oral presentada en el Primer Congreso Ibérico de Hematología y Oncología Pediátricas, celebrado de forma virtual, los días 21, 23, 28 y 30 de septiembre de 2021.[Objetivos] El objetivo de este estudio es evaluar el fenotipo y papel de las células NK infiltradas en médula ósea (BiNK) en pacientes con LLA y LMA.[Material y Métodos] Se recogieron células mononucleares de médula ósea (BMMCs) procedentes de pacientes pediátricos con LLA-B (n=16) y LMA (n=4) en el Hospital Universitario La Paz. Se monitorizaron y analizaron las BiNK en el diagnóstico, seguimiento y recaída de la enfermedad. Se analizó su fenotipo mediante citometría de flujo, comprobando la expresión en superficie de los siguientes receptores activadores e inhibidores: CD56, CD3, CD16, NKG2D, NKp44, NKp4 6, CD69, CD57, TIM-3, LAG-3, PD-1. Se examinaron también 3 ligandos de las células BiNK presentes en las células blásticas de los pacientes: PD-1, LAG-3 y TIM-3. Se estudió además la capacidad funcional de las células BiNK a través del ensayo de degranulación CD107a, por citometría de flujo.[Resultados] Los pacientes con LLA mostraron niveles similares de células BiNK en las diferentes fases del estudio, mientras que los pacientes con LMA presentaron una menor infiltración de las células BiNK durante el seguimiento y recaída de la enfermedad. Al diagnóstico se observa una alta expresión de los receptores activadores NKp46, NKG2D y CD57, mientras que los receptores inhibidores muestran una baja expresión en LLA y LMA. Los ligandos de los receptores inhibidores de células BiNK se encuentran altamente expresados en las células blásticas en pacientes con LLA y LMA. Durante el seguimiento de la enfermedad, la s ubpoblación CD56+ CD16- en las células BiNK de pacientes con LMA presentan una reducción de los receptores activadores. En el contexto de la recaída, las células BiNK muestran una expresión disminuida de NKG2D en pacientes con LLA y LMA. Los receptores inhibidores mantienen una expresión baja a excepción la LMA en recaída, donde se observa un aumento de la expresión de TIM-3 en las células BiNK. Esto se corresponde con una elevada expresión de su ligando, Galectina-9, en las células blásticas. No obstante, los ligandos analizados disminuyen respecto al diagnóstico en los pacientes con LLA, a excepción de Galectina- 9. La capacidad degranulativa de las células BiNK se mantiene en los pacientes con LLA y LMA en recaída respecto al diagnóstico.[Conclusiones] Las células BiNK procedentes de pacientes con leucemia aguda muestran gran heterogeneidad en la expresión de receptores. Los pacientes con LMA pres entan una menor infiltración de células BiNK, así como una escasa capacidad degranulativa en el diagnóstico y recaída de la enfermedad.Peer reviewe