I vaccini neoantigenici personalizzati a RNA stimolano le cellule T nel cancro del pancreas

Natura volume 618, pagine 144–150 (2023) Citare questo articolo

165mila accessi

18 citazioni

2767 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

L'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) è letale nell'88% dei pazienti1, ma ospita neoantigeni di cellule T derivati da mutazioni adatti per i vaccini2,3. Qui, in uno studio di fase I sull'adiuvante autogeno cevumeran, un vaccino neoantigenico individualizzato basato su nanoparticelle di uridina mRNA-lipoplex, abbiamo sintetizzato vaccini neoantigenici mRNA in tempo reale da tumori PDAC resecati chirurgicamente. Dopo l'intervento chirurgico, abbiamo somministrato in sequenza atezolizumab (un'immunoterapia anti-PD-L1), autogene cevumeran (un massimo di 20 neoantigeni per paziente) e una versione modificata di un regime chemioterapico a quattro farmaci (mFOLFIRINOX, comprendente acido folinico, fluorouracile, irinotecan e ossaliplatino). Gli endpoint includevano cellule T neoantigene-specifiche indotte dal vaccino mediante test ad alta soglia, sopravvivenza libera da recidiva a 18 mesi e fattibilità oncologica. Abbiamo trattato 16 pazienti con atezolizumab e cevumeran autogeno, quindi 15 pazienti con mFOLFIRINOX. Autogene cevumeran è stato somministrato entro 3 giorni rispetto ai tempi di riferimento, è risultato tollerabile e ha indotto de novo cellule T neoantigene specifiche ad alta grandezza in 8 pazienti su 16, di cui la metà mirata a più di un neoantigene vaccinale. Utilizzando una nuova strategia matematica per tracciare i cloni di cellule T (CloneTrack) e test funzionali, abbiamo scoperto che le cellule T espanse con il vaccino comprendevano fino al 10% di tutte le cellule T del sangue, riespanse con un vaccino di richiamo e includevano neoantigeni polifunzionali a lunga vita cellule T effettrici CD8+ specifiche. Al follow-up mediano di 18 mesi, i pazienti con cellule T espanse dal vaccino (responder) hanno avuto una sopravvivenza libera da recidiva mediana più lunga (non raggiunta) rispetto ai pazienti senza cellule T espanse dal vaccino (non-responder; 13,4 mesi, P = 0,003). Le differenze nell’idoneità immunitaria dei pazienti non hanno confuso questa correlazione, poiché i soggetti che hanno risposto e quelli che non hanno risposto hanno sviluppato un’immunità equivalente a un vaccino mRNA simultaneo e non correlato contro SARS-CoV-2. Pertanto, l'adiuvante atezolizumab, l'autogene cevumeran e mFOLFIRINOX induce una sostanziale attività delle cellule T che può correlarsi con la recidiva ritardata del PDAC.

Il PDAC è la terza causa di morte per cancro negli Stati Uniti4 e la settima a livello mondiale5. Con un’incidenza in aumento6 e un tasso di sopravvivenza del 12%1 rimasto sostanzialmente stagnante per quasi 60 anni1, si prevede che il PDAC causerà un numero ancora maggiore di decessi per cancro a livello globale entro il 2025 (rif. 6,7). La chirurgia è l’unico trattamento curativo per il PDAC. Tuttavia, nonostante l’intervento chirurgico, quasi il 90% dei pazienti presenta una recidiva della malattia con una media di 7-9 mesi8,9, e la sopravvivenza globale (OS) a 5 anni è solo dell’8-10%8,9. Sebbene la chemioterapia adiuvante multiagente ritardi la recidiva e sia lo standard di cura nel PDAC resecato chirurgicamente, quasi l'80% dei pazienti presenta una recidiva della malattia a circa 14 mesi4 e la loro OS a 5 anni è <30%10. Anche le radiazioni, i farmaci biologici e le terapie mirate sono inefficaci4.

I PDAC sono quasi completamente insensibili (tasso di risposta <5%) agli inibitori del checkpoint immunitario. Questa insensibilità è parzialmente attribuita al fatto che i PDAC hanno un basso tasso di mutazione che genera pochi neoantigeni12, proteine generate da mutazioni assenti nei tessuti sani che contrassegnano i tumori come estranei alle cellule T, rendendo così potenzialmente i PDAC debolmente antigenici con poche cellule T infiltranti. Tuttavia, recenti osservazioni hanno dimostrato che la maggior parte dei PDAC in realtà ospita più neoantigeni2,3,13 di quanto precedentemente previsto14. Inoltre, studi su sopravvissuti a lungo termine del PDAC2,3 hanno rivelato che i neoantigeni possono stimolare le cellule T nel PDAC. I tumori primari arricchiti in neoantigeni immunogenici ospitano anche densità circa 12 volte più elevate di cellule T CD8+ attivate, che sono correlate con una recidiva ritardata della malattia e una sopravvivenza più lunga del paziente. Pertanto, poiché la maggior parte dei PDAC ospita neoantigeni con il potenziale di stimolare le cellule T, le strategie per fornire neoantigeni possono indurre cellule T neoantigene-specifiche e influenzare gli esiti dei pazienti.

2,000 spots per million bulk PBMCs (Fig. 1g). Inter-patient variation in the number and magnitude of all responses and intra-patient variation in the magnitude of polytopic responses were observed (Fig. 1g). Thus, autogene cevumeran induces substantial de novo T cell responses in a large proportion of patients with PDAC./p>12 weeks35,36,37 after surgery. Furthermore, given its limited sample size, this trial enrolled only white individuals. Future studies must test individualized mRNA neoantigen vaccines in a diverse population of patients with PDAC, coupled with a faster time to adjuvant mFOLFIRINOX. Experience with individualized cancer vaccines16 that predated and accelerated mRNA-based SARS-CoV-2 pandemic vaccines38 can now further hasten individualized cancer vaccine manufacture times22,23 and enable more rapid adjuvant custom vaccination and chemotherapy./p>

90% viability), at a concentration between 700 and 1,000 cells per µl, was loaded onto to a 10x Genomics Chromium platform to generate Gel Beads-in-Emulsion (GEM), targeting about 10,000 single cells per sample. After GEM generation, polyA cDNA barcoded at the 5′ end by the addition of a template switch oligonucleotide (TSO) linked to a cell barcode and unique molecular identifiers (UMIs) was generated by incubation at 53 °C for 45 min in a C1000 Touch Thermal cycler with a 96-Deep Well Reaction module (Bio-Rad). GEMs were broken and the single-strand cDNA was cleaned up using DynaBeads MyOne Silane Beads (Thermo Fisher Scientific). The cDNA was amplified for 13 cycles (98 °C for 45 s; 98 °C for 20 s, 67 °C for 30 s, 72 °C for 1 h). Quality and quantity of the cDNA was assessed using an Agilent Bioanalyzer 2100, obtaining a product of about 1,600 bp. For generation of 5P expression libraries, an aliquot of the cDNA (about 50 ng) was enzymatically fragmented, end repaired, A-tailed, subjected to a double-sided size selection with SPRI select beads (Beckman Coulter) and ligated to adaptors provided in the kit. A unique sample index for each library was introduced through 14 cycles of PCR amplification using the indexes provided in the kit (98 °C for 45 s; 98 °C for 20 s, 54 °C for 30 s, and 72 °C for 20 s × 14 cycles; 72 °C for 1 min; held at 4 °C). Indexed libraries were subjected to a second double-sided size selection, and libraries were then quantified using Qubit fluorometric quantification (Thermo Fisher Scientific). The quality was assessed on an Agilent Bioanalyzer 2100, obtaining an average library size of 430 bp. For generation of full-length TCR VDJ regions, an aliquot of the cDNA (about 5 ng) was subjected to nested PCR amplification with specific VDJ outer and inner primer pairs (98 °C for 45 s; 98 °C for 20 s, 67 °C for 30 s, and 72 °C for 20 s × 8 cycles; 72 °C for 1 min; held at 4 °C), and one-sided size selection using SPRI select beads. Quality and quantity of the VDJ region was assessed using an Agilent Bioanalyzer 2100. The average library size was 620 bp./p>

A; dHsaCP2000106 for TP53 WT). Cycling conditions were tested to ensure optimal annealing and extension temperatures and optimal separation of positive from empty droplets. Optimization was done using a known positive control./p>