HIV-specific and resistant CAR T cells promote control of HIV replication in people with HIV

Sintesi Tecnica: Le cellule CAR T specifiche per l'HIV e resistenti all'HIV promuovono il controllo della replicazione dell'HIV nelle persone con HIV

Definizione del Problema
La terapia antiretrovirale (ART) contemporanea sopprime la viremia plasmatica ma non riesce a eradicare il serbatoio latente dell'HIV. Di conseguenza, il rimbalzo virale è quasi universale all'interruzione del trattamento, rendendo necessaria una terapia a vita. Mentre vengono esplorate strategie basate sull'immunità (ad esempio, anticorpi a largo spettro o modulazione dei checkpoint), le risposte rapide e durature delle cellule T specifiche per l'HIV sono identificate come un determinante critico per il controllo post-trattamento. Precedenti studi clinici che hanno utilizzato cellule CAR T specifiche per l'HIV (specificamente CAR CD4ζ) hanno dimostrato sicurezza e persistenza a lungo termine, ma non sono riusciti a controllare costantemente il rimbalzo virale. Questi design precedenti presentavano due limitazioni primarie: le cellule ingegnerizzate erano suscettibili all'infezione da HIV (mancanza di resistenza) e la loro efficacia non era stata rigorosamente testata durante interruzioni strutturate della terapia (ATI). Inoltre, i nuovi design che utilizzano domini di anticorpi a largo spettro (bNAb) hanno mostrato una riduzione del serbatoio, ma non hanno ottenuto una cura funzionale duratura o un controllo costante della viremia dopo la cessazione dell'ART.

Metodologia
Questo studio pilota pilota "first-in-human" (NCT03617198) ha valutato cellule T autologhe ingegnerizzate progettate per essere sia specifiche per l'HIV che resistenti all'HIV.

• Ingegneria Cellulare: Le cellule T sono state raccolte tramite leucaferesi da dieci uomini con HIV ben controllato. Le cellule sono state modificate attraverso un processo multi-step:
  1. Editing di CCR5: Le cellule T sono state sottoposte a elettroporazione con nucleasi a dito di zinco (ZFN) specifiche per il co-recettore CCR5 per interrompere il recettore, rendendole resistenti all'infezione da HIV di tipo R5.
  2. Trasduzione CAR: Le cellule sono state trasdotte con un vettore lentivirale di terza generazione che codifica un recettore antigenico chimerico (CAR). Questo CAR utilizzava il dominio extracellulare di CD4 per legare l'envelope (Env) dell'HIV, accoppiato ai domini di segnalazione 4-1BB e CD3ζ per migliorare la persistenza e la funzione.
  3. Produzione: Il prodotto finale (CCR5-edited CD4BBζ CART) è stato coltivato per almeno 9 giorni.
• Protocollo Clinico: I partecipanti hanno ricevuto un'infusione singola di fino a 10 miliardi di cellule T ingegnerizzate. Lo studio ha impiegato un design a due coorti per valutare l'impatto della maturazione post-infusione:
  • Coorte 1: L'ATI è stata iniziata 1 giorno dopo l'infusione.
  • Coorte 2: L'ATI è stata iniziata almeno 8 settimane dopo l'infusione.
  • L'ATI è durata 16 settimane, con trigger di sicurezza per la ripresa dell'ART. I partecipanti con cariche virali ≤1.000 copie/mL potevano estendere l'ATI.
• Valutazioni: Lo studio ha monitorato la sicurezza, la persistenza delle CART, la cinetica del rimbalzo virale, la dimensione del serbatoio (tramite l'analisi del DNA provirale intatto [IPDA] e la quantificazione di WPRE), la composizione provirale (FLIP-seq), i siti di integrazione (MIP-seq) e le risposte endogene delle cellule T CD8 specifiche per l'HIV (ELISpot).

Risultati Chiave

• Sicurezza: L'infusione è stata ben tollerata, senza eventi avversi gravi, sindrome da rilascio di citochine (CRS) o neurotossicità.
• Rimbalzo e Controllo Virale:
  • Il rimbalzo virale si è verificato in 9 partecipanti su 10 entro 1–6 settimane. Un partecipante (Partecipante 05) non ha mostrato rimbalzi rilevabili durante le 16 settimane di ATI.
  • Controllo Post-Rimbalzo: Sei partecipanti (01, 02, 06, 08, 10, 12) hanno raggiunto cariche virali inferiori ai loro set point pre-ART dopo il rimbalzo.
  • Controllo Duraturo: Il Partecipante 02 ha mantenuto l'RNA dell'HIV nel plasma al di sotto di 1.000 copie/mL per 90 settimane senza ART. Il Partecipante 06 ha mostrato un rapido declino della carica virale (da ~325.000 a 105 copie/mL) durante l'ATI.
  • Dinamiche di Espansione: A differenza delle CD19-CAR, le HIV-specifiche CART non hanno mostrato una massiccia espansione periferica nella maggior parte dei partecipanti; i livelli sono generalmente diminuiti nel tempo. Tuttavia, il Partecipante 05 ha mostrato una straordinaria espansione delle CART 43 giorni dopo l'inizio dell'ATI nonostante l'assenza di viremia rilevabile, suggerendo il riconoscimento di una bassa entità di recrudescenza virale.
• Analisi del Serbatoio:
  • I risultati IPDA inizialmente sembravano mostrare un aumento del DNA provirale intatto. Tuttavia, dopo la correzione per le sequenze del vettore lentivirale (WPRE) presenti nelle CART, non è stata osservata alcuna riduzione statisticamente significativa del serbatoio intatto.
  • FLIP-seq e MIP-seq non hanno rivelato cambiamenti costanti nella dimensione del serbatoio, nella composizione clonale o nella distribuzione dei siti di integrazione. Tuttavia, i partecipanti con controllo (02, 05, 08) hanno mostrato un arricchimento di provirus intatti in regioni di eterocromatina.
• Rivitalizzazione Immunitaria: L'infusione di CART è stata associata a una ampia rivitalizzazione delle risposte endogene delle cellule T CD8 specifiche per l'HIV. Il Partecipante 02, che ha mantenuto il controllo più lungo, ha mostrato il maggiore aumento della reattività delle cellule T CD8 specifiche per Gag.
• Evasione Immunitaria: Nel Partecipante 08, il sequenziamento ha rivelato una mutazione nella proteina Gag (Glicina in Glutammina alla posizione 359) emersa durante l'ATI. I saggi funzionali hanno confermato che questa mutazione ha abolito il riconoscimento da parte delle cellule T, fornendo una prova diretta che la risposta immunitaria potenziata ha esercitato una pressione selettiva sul virus.

Significato e Rivendicazioni
Gli autori affermano che questo studio fornisce la prima evidenza clinica che le cellule CAR T specifiche per l'HIV e resistenti all'HIV possono alterare la dinamica virale dopo il ritiro dell'ART. I risultati suggeriscono che queste cellule ingegnerizzate possono:

1. Mediare il Controllo Virologico: In un sottogruppo di individui, le CART possono prevenire il rimbalzo virale o sopprimere la replicazione a livelli inferiori al loro set point storico dopo il rimbalzo.
2. Potenziare l'Immunità Endogena: La terapia agisce non solo attraverso l'uccisione diretta delle cellule infette, ma anche rivitalizzando le risposte naturali delle cellule T CD8 specifiche per l'HIV, che possono guidare le mutazioni di evasione immunitaria.
3. Sicurezza e Persistenza: L'approccio è sicuro e le cellule ingegnerizzate possono persistere a lungo termine senza espansione clonale o trasformazione.

L'articolo conclude che, sebbene lo studio non abbia dimostrato una riduzione delle dimensioni del serbatoio latente, il controllo post-rimbalzo osservato supporta un modello in cui le CAR T specifiche per l'HIV contribuiscono a una "cura funzionale" contenendo la replicazione virale. Gli autori sostengono che la tempistica dell'ATI rispetto all'infusione (per consentire l'attecchimento/maturazione) e il grado di resistenza all'HIV (ad esempio, l'efficienza dell'editing di CCR5) sono fattori critici per l'efficacia. Suggeriscono che le cellule CAR T specifiche per l'HIV possano servire come componente integrante delle future strategie di cura dell'HIV, potenzialmente in combinazione con altre intervezioni.