Avanços na Imunoterapia do Câncer

Martin Bonamino

Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu de Pesquisa Clínica – INI – FIOCRUZ 18/03/2015

Biofármacos - câncer

VEGF CD20 EGFR CTLA4

Biotecnologia como abordagem

para combate ao câncer

• Bloqueio de fatores estimuladores

• Anticorpos Monoclonais específicos para o tumor

• Anticorpos Monoclonais imuno-moduladores

• Terapia celular/gênica

Microambiente tumoral

Scott et al, Nat Rev Cancer 2012

Anticorpos Monoclonais

tumor como alvo

Rituximab – mAb quimérico anti CD20 - IgG

Rituximab – mAb quimérico anti CD20 - IgG

www.genm

ab.com

Anticorpo anti CD20 – Nova geração

www.genmab.com

Cetuximab – mAb quimérico anti EGFR – IgG1

Panitumumab – mAb humanizado anti EGFR – IgG2

Scott et al, Nat Rev Cancer 2012

Scott et al, Nat Rev Cancer 2012

Anticorpos Monoclonais -

sistema imunológico como alvo

Microambiente tumoral

Bloqueio de CTLA-4

Adapted from ASCO 2008 meeting. Suzanne Louise Topalian, MD

Survival Rate Ipi + gp100 N=403 Ipi + pbo

N=137 gp100 + pbo

N=136

1 year 44% 46% 25%

2 year 22% 24% 14%

Ipilimumab Improves Overall Survival

compared to control

Ipi + gp100 (A)

Ipi alone (B)

gp100 alone (C)

1 2 3 4 Years

What mediates anti-CTLA4-induced

durable tumor regressions?

Brown:

CD8+ T

cells

Blue:

melanoma 2005 Durable

response

> 5 years

Treatment with anti-CTLA4

antibodies

The great majority of responses last years without relapses:

- Longest responder: Ongoing since May 2001

- Response rate: ~10%

Metastatic Melanoma Response to Ipilimumab

Before Ipilimumab

04/22/11

After Ipilimumab

08/05/11

Years

Immunotherapy

Pe

rce

nt

ali

ve

1 2 3 0

Targeted therapy

Pe

rce

nt

ali

ve

1 2 3 0 Years

Immunotherapy vs targeted therapy for melanoma

Bloqueio de PD1

Células tumorais são capazes de matar

linfócitos efetores infiltrantes

http://www.bmsimmunooncology.com/tumor-immunosuppression.aspx

Expressão de PD-1L por células tumorais

Marcação periférica Marcação difusa

HPV-Associated Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

Lyford-Pike et al. CanRes 2013

Enhancing Immune Responsiveness

PD1 Ab (MDX1106)

Phase I, single dose,

Tolerable, responses in

Colon, Lung, MM, RCC

Brahmer, ASCO 2008

PDL1 Ab

Phase I trial ongoing

PD1 Ab Phase 1,

multi dose, tolerable,

PRs in RCC, MM and

Lung, Sznol, ASCO 2010

Durable partial regression of metastatic kidney

cancer following 3 doses of

anti-PD-1 (10 mg/kg)

01/15/08, pre-Rx 07/22/08 04/22/08

72 year old male with RCC metastatic to lung, LN, muscle, bone,

pancreas. Prior therapies included HDAC inhibitor, sunitinib, and

sorafenib.

Brahmer et al., JCO 2010

29

Percent Change in Tumor Burden in RCC Patients

*Patients treated with the 10 mg/kg dose †Upper horizontal line denotes no change; lower horizontal line denotes 30%

decrease (RECIST threshold for PR).

Abbreviations: PR = partial response; RCC = renal cell carcinoma; RECIST = Response Evaluation Criteria in Solid Tumors

Outros alvos de intervenção

Kwek et al, Nat Rev Cancer 2012

Combinação de Imunoterapias e Terapias alvo-específicas para Melanoma

IL-2

IFN

IL-15

IL-21

Peptide vaccine

DC vaccine

Genetic vaccine

OX40

CD137

CD40

PD1 CTLA4

T cell cloning TCR or CAR

genetic engineering

Terapia celular

34

Tumor Infiltrating Lymphocytes

Immunotherapy

Rosenberg and Dudley, Curr Opin Immunol 2009

Rosenberg and Dudley, Curr Opin Immunol 2009

ACT: Transferência adotiva de células

NMA: Não Mieloablativo Rosenberg and Dudley, Curr Opin Immunol 2009

Terapia gênica

Transferência gênica de TCR

Terapia Genica na Imunoterapia

Limited availability of T lymphocytes infiltrating tumors

Limited capacity of in vitro expansion

Mechanisms of tumor-mediated immune evasion

Obstacles for cellular Immunotherapy

Immunotherapy

Leen et al, 2007

Receptores Quiméricos de Antígenos

(CARs)

Redirecting lymphocyte specificity

for tumor elimination

Chimeric Antigen Receptor (CAR)

Adapted from Pule et al, 2003

MHC-independent antigen

recognition;

High affinity for the antigen;

Independent of patient-

derived TILs

Terapia Genica na Imunoterapia

Multiple signals required

T lymphocyte activation

1st generation

2nd generation

3rd generation

Chimeric Antigen Receptor (CAR)

Clinical trials – 1st generation CAR

Nature Medicine, 2008

Kochenderfer et al, Blood 2010

NHL – B cells

CAR 19-28z

Clinical trials - 2nd generation CAR

Porter DL, et al. N Engl J Med 2011 Kalos M, et al. Sci Transl Med 2011

CLL-B

CAR 19-BBz

Clinical trials - 2nd generation CAR

10e7 cels

Ensaios publicados com CARs anti CD19

Ensaios em andamento com CARs anti CD19

Sadelain et al, Cancer Disc 2013

Ensaios em andamento com CARs

Front. Oncol. 30 January 2012

Terapia Gênica na Imunoterapia

Chicaybam et al, 2014

Terapia Gênica na Imunoterapia

Strategies to circumvent adverse effects or increase antitumor function

Chicaybam et al, 2011

a)

b) d)

c) e) Transient CAR

expression

f) CAR + modulating

molecules (miRNAs)

g) CAR + gene

editing

b) Kloss et al, Nat Med, 2012 / Wilkie et al, J Clin Immunol 2012

c) Fedorov et al, Sci Transl Med 2013

Sleeping Beauty Transposon

Chicaybam et al, 2013

Sleeping Beauty Transposon

Chicaybam et al, 2013

CARa

PT3

1x107 PBMC

2SM Buffer

24h

nucleofector

SB

CARi

PT3

L388 (EBV+/19+/20+) or aAPC-K562

20PD1 + 19BBz

CTL generation protocol

Chicaybam et al, 2013

Estudos com células NK

NK cells

Non T cell based studies – CAR loading

CAR transfer to NK cells - Trogocytosis

HLA-G transfer by Trogocytosis

Alegre et al, 2010

CCR7 transfer by Trogocytosis

Somanchi et al, 2012

Imunoterapia em oncologia:

potenciais desdobramentos

Paradigma atual

1 paciente = 1 terapia

(terapia celular/serviço)

67

1 paciente = 1 terapia

1 paciente = 1 terapia

(terapia celular/serviço)

US$500.000.000

captados

CAR anti CD19

Acordo com transferência

de tecnologia e planta GMP dedicada

CAR anti CD19 (investimento de US$ 40 bilhões)

1 paciente = 1 terapia?

1 doador = diversos pacientes

(Biofármaco/Produto)

Linfócitos para Imunoterapia

1 doador para todos os pacientes -

Biofármaco

Algumas características dos linfócitos que os tornam específicos

TCR HLA

PD1

Zinc Finger Nucleases – Edição sítio-dirigida

Edição sítio-dirigida

TALENs

CRISPRs

Linfócitos para Imunoterapia

1 doador para todos os pacientes -

Biofármaco

Algumas características dos linfócitos que os tornam específicos

TCR HLA

PD1

Linfócitos para Imunoterapia

Engenharia Celular

Algumas características dos linfócitos que os tornam específicos

HLA

PD1

Linfócitos para Imunoterapia

Engenharia Celular

Algumas características dos linfócitos que os tornam específicos

PD1

Linfócitos para Imunoterapia

Engenharia Celular

Algumas características dos linfócitos que os tornam específicos

CAR

Sleeping Beauty Transposon

Chicaybam et al, 2013

Leonardo Chicaybam

Andressa Sodré

Aline Ribeiro

Barbara Peixoto

Mayra Carneiro

Paula Silva

Bárbara Monte-Mor

Bianca Curzio

Diego Coutinho

Douglas R Moura

Jackline Ayres

Funding:

CAPES CNPq Instituto do Milênio–Terapia Gênica FAPERJ INCA Fundação do Câncer Programa de Oncobiologia - UFRJ

Dr. Bruno Paredes (UFRJ)

Dr. Dario Campana (St. Jude)

Dr. Sang Won Han (UNIFESP)

Dr. Alexandre Nowill (Unicamp)

Dr. Pedro Campos (Boldrini)

Dr. Richard Morgan (NIH)

Dr. Laurence Cooper (MDACC)

Dr. Dean Lee (MDACC)

Dr. Adriana Bonomo (INCA)

Dr. João Viola (INCA)

Dra. Hilda Diamond (INCA) mbonamino@inca.gov.br