Tumor-infiltrating T cells and their role in adoptive cell immunotherapy of cancer

• Název práce v češtině: Tumor-infiltrující T buňky a jejich role v adoptivní buněčné imunoterapii nádorových onemocnění
• Název v anglickém jazyce: Tumor-infiltrating T cells and their role in adoptive cell immunotherapy of cancer
• Klíčová slova: tumor-infiltrující lymfocyty; nádor; adoptivní buněčná imunoterapie
• Klíčová slova anglicky: tumor-infiltrating lymphocytes; cancer; adoptive cell immunotherapy
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav imunologie (13-722)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Daniel Smrž, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 28.10.2016
• Datum zadání: 28.10.2016
• Datum potvrzení stud. oddělením: 28.10.2016
• Datum a čas obhajoby: 14.09.2020 08:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 25.06.2020
• Datum odevzdání tištěné podoby: 24.06.2020
• Datum proběhlé obhajoby: 14.09.2020
• Oponenti: Dr. Luca Ernesto Vannucci, Ph.D.
• Konzultanti: prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc.

Předběžná náplň práce

Moderní přístupy v léčbě nádorových onemocnění stále s větší měrou spoléhají na přímou intervenci pomocí samotných buněk. Mezi tyto přístupy patří i adoptivní buněčná imunoterapie (ACI; adoptive cell immunotherapy). ACI založená na T buňkách je slibná léčebná metoda, která je vhodná pro léčbu nádorových onemocnění i ve velmi pokročilých stádiích nemoci. Vývoj nových technologií a strategií pro ex vivo přípravu T buněk pro ACI je proto potřebný.V současné době je T buněčná ACI závislá na přípravě T buněk, které jsou schopny rozeznávat velké množství antigenů asociovaných s nádorovými buňkami (TAAs; tumor-associated antigens). Tyto TAAs specifické T-buňky jsou buď získávány z lymfocytů, které infiltrují nádory (TILs; tumor-infiltrating lymphocytes), nebo z mononukleárních buněk periferní krve (PBMCs; peripheral blood mononuclear cells). O TILs je známo, že jsou obohaceny o TAAs specifické T buňky. TILs jsou získávány izolací z nádorů a následně extenzivně a nespecificky expandovány v kultuře pomocí různých technik, do kterých patří i suplementace kultury vysokými koncentracemi růstových faktorů T-buněk jako jsou IL-2, IL-15 a/nebo IL-7. Během této nespecifické expanze se předpokládá, že i frakce TAAs specifických T buněk je proporcionálně namnožena. Na rozdíl od TILs, PBMCs nejsou významně obohaceny o TAAs specifické T buňky. Pokud jsou tedy užity jako výchozí materiál pro přípravu TAAs specifických T buněk, je nejprve nutné jejich nabohacení o tyto T buňky. Za tímto účelem jsou PBMCs či jejich lymfocytární frakce stimulovány antigen presentujícími buňkami (APCs, antigen-presenting cells). Jako APCs jsou v současných protokolech často užívány autologní TAAs pulzované PBMCs nebo maturované dendritické buňky (DCs).

Výzkum a vývoj moderních terapeutických protokolů pro T buněčnou ACI různých nádorových onemocnění, jako jsou karcinom prostaty, vaječníku či plic, je prováděn na Ústavu imunologie, 2. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnice v Motole. PhD výzkumný projekt se bude zabývat užitím TAAs prezentujících DCs v přípravě TAAs specifických T buněk z PBMCs a TILs pacientů. Cílem projektu je určit: (i) jak DCs ovlivní expanzi TAAs specifických T-buněk, (ii) jaký bude fenotyp takto expandovaných T buněk, a (iii) jak budou tyto TAAs specifické T buňky ovlivněny přípravou za podmínek správné výrobní praxe (GMP; good manufacturing practice). Výsledky projektu vytvoří základ pro vývoj nových klinických protokolů pro ACI nádorových onemocnění.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Modern approaches in cancer treatment increasingly rely on direct cell‐based interventions, including adoptive cell immunotherapy (ACI). The ACI that uses T-cells is a promising treatment modality that could be used to treat cancers even at their very late stages. For that reason, the development of new technologies and strategies for the preparation of these cells ex vivo is needed. The contemporary ex vivo production of these cells relies on the generation of T-cells that recognize multiple tumor-associate antigens (TAAs). These TAAs-specific T-cells are usually generated from lymphocytes that infiltrate tumors or from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) are known to be enriched with TAAs-specific T-cells. These TILs are isolated from a tumor and then extensively and non-specifically expanded ex vivo using a variety of techniques, including culturing with high concentrations of T-cell growth factors, like IL-2, IL-15, and/or IL-7. Because of non-specific expansion, it is supposed that TAAs-specific T-cell fraction is also proportionally expanded in the culture. Unlike TILs, PBMCs are not so enriched with TAAs-specific T-cells. When used as source material for the generation of TAAs-specific T-cells, enrichment for this T-cell fraction (pre-expansion) is required. For that reason, PBMCs or a lymphocyte fraction need to be stimulated with antigen-presenting cells (APCs). Many contemporary protocols use inactivated TAAs-pulsed autologous PBMCs as a source of APCs. Other protocols on the other hand use ex vivo generated TAAs-pulsed and matured dendritic cells (DCs). These cells are better APCs and stimulate T-cells more efficiently and likely more specifically.

Research and development of modern therapeutic protocols for T-cell-based ACI of variety of cancers like prostate, ovarian or lung cancer is conducted at the Institute of Immunology, 2nd Faculty of Medicine and Faculty Hospital Motol. The PhD research project will investigate use of our monocyte-derived TAAs-presenting DCs in production of TAAs-specific T-cells from patient´s PBMCs and/or TILs. The aims of the project are to determine: (i) how the DCs impacts expansion of TAAs-specific T-cells, (ii) what is the phenotype of such the expanded TAAs-specific T-cells, and (iii) how T-cell production under GMP conditions will affect generation of these TAAs-specific T-cells. Results of the project will set the basis for development of a clinical protocol for ACI of cancer.