17 november 2012

1. Dendritisch celvaccin bij leukemie
Onderdeel van nationale studie:
Rol van het Wilms' tumorgenproduct WT1 als biomerker voor het voorspellen
van recidief en voor de beoordeling van de werkzaamheid van dendritische
celvaccinatie bij patiënten met hematologische maligniteiten
Dr. Ann Van de Velde
Universitair Ziekenhuis Antwerpen
1

2. Leukemie types
Meest voorkomende vormen van leukemie
1.acute myeloid leukemia (AML)
2.acute lymphoblastic leukemia (ALL)
3.chronic myeloid leukemia (CML)
4.chronic lymphocytic leukemia (CLL)
•Naam = volgens celtype (myeloide cel of lymphoide cel) en of de ziekte
ontstaat in mature of immature cellen.
Andere vormen van leukemie
1. hairy cell leukemia
2. chronic myelomonocytic leukemia (CMML)
3. juvenile myelomonocytic leukemia (JMML)
2

3. Myeloid vs lymphoid
Matuur vs immatuur
3

4. Acute myeloide leukemie (AML)
•
Hoge hervalratio
5-yr OS:
23.6 % ? 75% in CR1 herval <2 j
Waarschijnlijkheid CR2 slechts 25%
Hervalpreventie is
een majeure therapeutische
doelstelling
 Ontwikkeling van een
dendritisch celvaccin tegen
Bron: NCI SEER, 2001-2007 cohort AML
4

5. 5

6. Dendritische cellen
• Ontdekt in 1973 door Dr. Ralph
Steinman (NY) – Nobel Prize 2011
• => Youtube
• Complex netwerk van professionele
antigen-presenterende cellen in vivo
– Epidermale Langerhans cellen
(huid)
– Interstitiële DC (weefsel DC)
– Interdigiterende DC (LN)
– Circulerende bloed DC: myeloide
en plasmacytoide DC
– Overbrugging innate (NK cellen)
en adaptieve immuniteit (T en B
cellen)
• DC kunnen naïeve T cellen activeren

8. Wilms’ tumor
eiwit (WT1)
• Tumor suppressorgen gemuteerd in Wilms’ tumor (pediatrisch
niercarcinoma). Noodzakelijk in embryonale ontwikkeling van nieren
en genito-urinair systeem.
• Overexpressie in leukemie (CML, AML, ALL) en solide tumoren
(borst, long, thyroid and ovariële kankers). Gelinkt aan een maligne
fenotype (Haruo Sugiyama and his group, Osaka, Japan).
• WT1 mRNA in bloed and beenmerg: tumormarker in AML (Inoue et
al, Blood 1996; Cilloni et al, Leukemia 2002, Haematologica 2008,
JCO 2009; Trka et al, Leukemia 2002; Garg et al, Br J Haematol
2003; Lapillone et al, JCO 2006). Als waarde verhoogd boven
achtergrond na therapie: indicatief voor (minimaal)
residuele ziekte en voor toekomstig herval.
8 8

9. WT1 als doelwit voor immunotherapie
• Verhoogde circulerende antilichaam waarden tegen WT1 in
kankerpatiënten (Wu et al, Leukemia 2005). Detectie van
CD8+ T-cel antwoorden tegen WT1 in AML patiënten
(Scheibenbogen et al, Blood 2002) and in CML patients
(Rezvani et al, Blood 2003).
• Selectieve eliminatie van leukemische cellen maar niet
normale progenitoren en stamcellen door WT1-specifieke
cytotoxische T lymphocyten (Gao et al, Blood 2000; Gao et al,
Transplantation 2003; Xue et al, Blood 2005).
• WT1 peptide vaccinatie induceert tumorregressies in long- en
borstkanker en AML patiënten (Oka et al, PNAS 2004;
Rezvani et al, Blood 2008; Keilholz et al, Blood 2009).
9

10. mRNA electroporatie om DC op te laden met
antigen
MHC I TcR CD8+ T cel
antigen
proteasoom
DC
nucleus
ELECTRISCH VELD
(= elektroporatie)
Ag mRNA
mRNA codering
voor antigen
in vitro transcriptie van RNA
+ capping +polyA tail
10

11. mRNA electroporatie om DC op te laden met
antigen
antigen MHC I CD8+ T cel
proteasoom TcR
DC
nucleus
Ag mRNA Activatie van Ag-specifieke
killer T cel
Van Tendeloo et al, Blood 2001; Van
Driessche et al, Leukemia 2005 & Cytotherapy
2009
11

12. Studie Opzet
WBC
aferese
CD14 CliniMACS
WT1-encoding
mRNA
MONOCYTEN
electroporatie
4 x ID
injectie 8 dagen
GM-CSF + IL-4
AML patiënt Maturatie
TNFα/PGE2/KLH
in remissie
DENDRITISCH
12
CELLEN

13. Patiënten & Methoden
• Open label, fase I/II klinische studie (NCT00834002, n=17)
AML patiënten in remissie (CR/PR)
ANTIGEN LADING 
WT1 mRNA (13)
WT1 mRNA + LAMP (4) Na minstens één cyclus chemo
Met hoog risico voor volledig herval
MATURATIE Ž  • Partiële remissie
TNF-α, PGE2 intradermaal
+/- KLH (14/3) (axillaire LN)
• ≥ 61 j; als ≤ 61: geen sib allo-
donor
• Vroeger herval
• Hyperleukocytose bij diagnose
• Hoog-risico cytogenetische of
moleculaire markers bij diagnose
• WT1 mRNA waarden in PB of BM
GM-CSF CD14 selectie verhoogd boven achtergrond bij
DIFFERENTIATIE  + IL-4 CliniMacs
bereiken CR
ŒAFERESE
13

14. Patiënten & Methoden
• Studie Schema
vaccine vaccine vaccine vaccine vaccine vaccine
1 2 3 4 5 6
pre w0 w2 w4 w6 post m0 m2
Clinical assays MRD MRD MRD MRD MRD MRD MRD MRD
BM biopsy BM biopsy
Immune assays Immune monitoring Immune monitoring
DTH test
time point of DC immunization
MRD minimal residual disease (MRD) monitoring through measurement of WT1 RNA expression levels in peripheral blood
bone marrow biopsy (myelogram, FCM and molecular analysis, +/- pathological analysis)
Immune cytokine secretion, FCM for lymphocyte subsets including NK cells, WT1 tetramer+ CD8+ T cells (HLA-A2+ patients) and WT1-specific
monitoring T cells following in vitro restimulation (all patients)
DTH test delayed-type hypersensitivity (DTH) skin test
14

15. Objectieven & eindpunten van de studie
• Doenbaarheid/toxiciteit van WT1 RNA-gemodifieerde DC
vaccinaties in AML patiënten in remissie (fase I
eindpunt)
• Monitoring moleculaire remissie via WT1 qRT-PCR als
een tumormerker in PB (fase II eindpunt – 17 patiënten)
• Analyse van immuniteit (eerste 10 patiënten)
15

16. Resultaten Klinische resultaten
• Conversie van partiële remissie naar complete remissie na vaccinatie
met WT1 mRNA-geëlektroporeerde dendritische cellen (2/3)
16
Van Tendeloo et al, PNAS 2010

17. Resultaten Klinische resultaten
• Conversie van partiële remissie naar complete remissie na vaccinatie
met WT1 mRNA-geëlektroporeerde dendritische cellen (2/3)
Van Tendeloo et al, PNAS 2010 17

18. Resulten Klinische resultaten
• Inductie van moleculaire remissie na DC vaccinatie (8/17)
• ↓ WT1 RNA expressiewaarden in PB/BM tijdens DC vaccinatie
↓ WT1 mRNA
• WT1 / KLH 6/11
• WT1 1/2
• WT1sigLAMP / KLH 1/3
• WT1sigLAMP 0/1
Van Tendeloo et al, PNAS 2010 18

19. Resulten Klinische resultaten
• Falen van induceren van een moleculaire remissie na DC vaccinatie
• WT1 RNA expressieprofielen in non-responders (9/17)
PRESENTED BY: Zwi N. Berneman 19

20. Resultaten
Klinische resultaten
• Superieure algemene overleving in klinische responders
PRESENTED BY: Zwi N. Berneman 20

21. Resultaten Klinische resultaten
• Superieure ziektevrije overleving in klinische responders
PRESENTED BY: Zwi N. Berneman 21

22. Besluit Klinische resultaten
• Doenbaarheid/toxiciteit van WT1-targeted DC vaccinatie in AML
• Vaccinbereiding succesvol in alle geïncludeerde patiënten
• Transiënte trombocytopenie in 1 patiënt; CTC <2 in alle
patiënten.
• Klinische antileukemische effecten van DC vaccinatie in 8/17
patiënten
• Conversie van partiële naar volledige hematologische remissie
in 2/3 patiënten; 1 van deze 2 herviel en overleed.
• Inductie van moleculaire remissie in 8/17 patiënten (i.e. daling
van WT1 mRNA tumormerker onder limiet); van deze patiënten
hervielen er 2 en deze overleden.
• 9/17 patiënten beantwoorden niet aan de DC therapie (geen
normalizatie van WT1 mRNA expressie): 1 overleed aan en
andere ziekte, 8 hervielen en 7 hiervan overleden.
22

23. Resultaten Immunologische resultaten
• 5 HLA-A2+ patiënten evalueerbaar voor tetrameer analyse (Rezvani et al,
CCR 2005; Melenhorst et al, 2009) – volledige lengte antigen, presentatie van
meerdere WT1 epitopen
% WT137-45 % WT1126-134 % WT1187-195 % WT1235-243
Pre- Post- Pre- Post- Pre- Post- Pre- Post-
UPN01* 0.016 0.002 0.006 0.006 0.006 0.011 0.004 0.009
UPN05 ND ND 0.215 0.157 0.174 0.064 ND ND
UPN08* 0.015 0.097 0.017 0.187 0.010 0.086 0.026 0.065
UPN09 0.078 0.003 0.102 0.002 0.036 0.004 0.036 0.005
UPN16 0.212 0.040 0.204 0.007 0.253 0.009 0.029 0.034
ND, not determined. *, long-term responders. Van Tendeloo et al, PNAS 2010
• Significante correlatie tussen ↑ (> 1.5-voudig in poly-epitope WT1
tetramer+ CD8+ T-cellen post-vaccinatie en langetermijns (>3 j in CR)
klinische respons (P=0.025)
23

24. Resultaten Immunologische resultaten
• Significant ↑ geactiveerde NK cellen in klinische responder UPN16
24

25. Resultaten Immunologische resultaten
• Superieure waarden van geactiveerde NK cellen in klinische responders
25

26. Besluit Immunologische resultaten
• Immunologische effecten in alle patiënten
• Positieve DTH reactie tov vaccinonderdelen, maar
noodzakelijkheid van KLH
• Tekens van algemene immuunstimulatie (IL-2,
geactiveerde CD4+ cellen)
• ↑ in WT1-specifieke IFN-γ-producerende CD8+ T
cellen post-vaccinatie
• Immunologische effecten gecorreleerd aan klinische
outcome
• Klinische responders: verhoogde waarden van
geactiveerde NK cellen na vaccinatie (aangeboren
immuunrespons)
• Lange termijn klinische responders (CR> 3):
verhoogde WT1 tetrameer+ CD8+ T cells post-
vaccinatie (verworven immuunrespons)
26

27. Algemeen besluit
• WT1 komt tot overexpressie in de meerderheid van
humane kankers, waaronder AML, waar het een
oncogene rol speelt.
• Indien verhoogd boven achtergrondwaarden, WT1
mRNA copy aantallen in beenmerg en/of bloed geven
(minimale) residuele ziekte en toekomstig herval weer.
• Dendritische celvaccinatie gaat niet gepaard met
majeure toxiciteit en is onder studie als een behandeling
om herval te voorkomen of uit te stellen en om
overleving te verbeteren bij kankerpatiënten.
• In AML, vaccinatie met dendritische cellen
geëlectroporeerd met WT1 mRNA heeft geleid tot
klinische effecten in 8/17 patiënten; deze klinische
effecten gingen samen met immunologische respons,
zowel op verworven als op aangeboren immuniteit.
27

28. Perspectieven
• Vaccinatie met dendritische cellen, bereid in het labo
om geleidelijk WT1 tot expressie te brengen, wordt
een beloftevolle strategie om herval van AML te
vermijden.
• Phase I/II study in patiënten met solide tumoren:
mesothelioma, glioblastoma, hoog-risico borstkanker.
• Start gerandomiseerde phase II studie in AML
patiënten ouder dan 65 in hematologische CR na
chemotherapie en in goede conditie. Eindpunten:
ziektevrije overleving, hervalratio, algemene
overleving, moleculaire respons (WT1 mRNA merker).
28

29. 29

30. Sponsoring
- Dienst Hematologie
- Centrum voor Celtherapie en
Regeneratieve Geneeskunde
Universitair Ziekenhuis Antwerpen
• Evelien Smits
• Ann Van de Velde
• Sébastien Anguille
• Nathalie Cools
• Viggo Van Tendeloo
• Ann Van Driessche
• Griet Nijs
• Barbara Stein Samenwerking
• Charlotte Quisquater
• Katrien Vermeulen • Yusuke Oji, Yoshihiro Oka, Haruo Sugiyama
• Inge Vrelust Osaka University, Osaka, Japan
• Alain Gadisseur • Jolanda De Vries
• Wilfried Schroyens Radboud University, Nijmegen, The Netherlands
• Diensthoofd: Zwi N. Berneman • David Price, Kristin Ladell, Emma Gostick
University of Cardiff, Cardiff, Wales, UK
30

31. Take home image
31

32. EINDE
32