Pediatric cancers, particularly high-risk and refractory, need new targeted therapies. Adoptive cell therapy using chimeric antigen receptor (CAR) T cells has shown astounding clinical results in B cell malignancies. However, this success has not been recapitulated in solid tumors, where CAR-T cells faced additional barriers such as tumor antigen heterogeneity, the requirement to traffic to the tumor site, the immunosuppressive tumor microenvironment, and a failure to engraft and expand. Hence, for CAR-T cells to be effective in solid tumors, strategies to enhance their proliferative capacity and long-term persistence, must be combined with approaches to overcome tumor-induced immunosuppression. It is now appreciated that the presence of a pool of memory CAR-T cells, stemcell memory T cells and central memory T cells, is correlated with sustained antitumor control due to greater expansion and long-term persistence. However, antigen-specific stem-like memory T cells can display distinct fate commitments, either committed to a functional lineage (TSTEM) or a dysfunctional and exhausted lineage, T progenitor exhausted (TPEX). Hence, a new generation of CAR-T cells should display features of early memory T cells and lack exhaustion markers to remain fully functional. Herein, we first assessed the effects of a conventional manufacturing protocol on the T cell memory pool in the good manufacture production (GMP) CAR-T cells, and CAR-T cell engraftment. We showed that CAR-T cells produced for the clinical trial targeting Lewis Y (LeY) in solid tumors (NCT03851146) had transient engraftment in patients, and this was correlated with a lack of memory T cell subsets and an exhaustion profile of LeYCAR-T cells. To address this, we investigated whether an alternative CAR-T production protocol that includes enrichment of naïve T cells (TN), and brief expansion in IL-7/IL-15 would preserve early-memory components. We demonstrated that CAR-T cells, termed ‘early-CAR-T cells’, generated in this manner exhibited a fully functional TSTEM phenotype and a gene expression profile of memory T cells. Early-CAR-T cells showed greater expansion and anti-tumor activity than "conventional CAR-T cells" upon tumor challenge. To date, most studies focused on producing less differentiated purified CD8+ CAR-T cells, with little data on CD4+ T cells, despite increasing evidence to show maintaining a 1:1 CD4:CD8 ratio in the GMP CAR-T product is crucial to sustaining long-term antitumor responses. Here, we showed that CD4+ T cells are critical for preserving the CD8+ CAR-T cell proliferative capacity. Persistent tumor antigen stimulation in progressive malignancies promotes T cell exhaustion characterized by impaired proliferation and upregulation of immune checkpoint molecules. Herein, we showed that PD-1/PD-L1 blockade significantly improved the potency of early-CAR-T cells, an approach that resulted in prolonged persistence of circulating memory CAR-T cells and complete tumor regression. We then investigated whether LeY was expressed in pediatric cancers. LeY is a small glycolipid that falls into the category of oncofetal antigens. LeY is expressed in many adult human adenocarcinomas and at low levels in about 20% of adult acute myeloid leukemia (AML) cases. This is the first study to explore LeY expression in childhood cancers. Our analysis revealed an increased LeY expression in pediatric AML. We showed LeY-CAR-T cells had potent antitumor efficacy against LeY+ primary AML blasts, demonstrating that LeY could be a potential target for CAR-T cell therapy in pediatric AML. In summary, the data presented herein demonstrate the promising potential of early-CAR-T cells against pediatric solid tumors and AML. This strategy is feasible in children as TN cells are the highest T cell population, and can be readily isolated to generate sufficient early-CAR-T cells for a therapeutic dose., Les cancers pédiatriques, en particulier ceux à haut risque et réfractaires, nécessitent la mise au point de nouvelles thérapies, en particulier des thérapies ciblées. La thérapie cellulaire par transfert adoptif de lymphocytes T porteurs d’un récepteur d'antigène chimérique ou CAR-T cells représente une avancée thérapeutique majeure dans la prise en charge des pathologies malignes à cellules B. Toutefois, ce succès n'a pas encore été démontré dans les tumeurs solides, où les CAR-T cells se heurtent à des obstacles supplémentaires tels que l'hétérogénéité antigénique, l’accessibilité au lit tumoral, un microenvironnement tumoral immunosuppresseur et une expansion limitée. Par conséquent, des stratégies pour promouvoir leur prolifération et leur persistance, associées à des approches pour contrecarrer les mécanismes immunosuppresseurs engendrés par la tumeur, sont nécessaires pour améliorer leur efficacité dans les tumeurs solides. Il a été démontré que la présence d'un pool de CAR T-cells mémoires est corrélée à un contrôle tumoral prolongé via une meilleure expansion et persistance. Cependant, les cellules T mémoires de type stem-like peuvent s’engager dans deux voies distinctes, soit vers une lignée fonctionnelle (TSTEM), soit devenir dysfonctionnelles et épuisées (TPEX). En conséquent, la future génération de CAR-T cells doit non seulement avoir les caractéristiques de cellules T mémoires précoces, mais aussi ne pas exprimer de marqueurs d'épuisement pour rester pleinement fonctionnelles. Nous avons tout d’abord évalué la prise de greffe, l’expansion et la persistance de CAR-T cells produites selon un protocole de type GMP (Good Manufacturing 2 Practices). Dans le cadre d’un essai clinique ciblant l’antigène tumoral Lewis Y (LeY) dans les tumeurs solides, nous avons montré que les CAR-T cells produites (NCT03851146) avaient une expansion transitoire chez les patients, et que cela était corrélé à une quasi absence de CAR-T cells mémoires et un profil d'épuisement de ces dernières. Nous avons alors optimisé un protocole de production de CAR-T cells incluant l'enrichissement en cellules T naïves (TN) associé à une brève expansion dans un milieu contenant de l’IL-7 et de l’IL-15. Les CAR-T cells, appelées early-CART cells, produites selon ce protocole présentaient un phénotype TSTEM pleinement fonctionnel et une signature transcriptionnelle de cellules T mémoires. Les early-CART cells proliféraient significativement plus en réponse aux cellules cancéreuses et contrôlaient mieux la tumeur que les CAR-T cells conventionnelles. A ce jour, la majorité de études se sont concentrées sur la production de early-CAR CD8+ T cells, malgré des preuves grandissantes montrant que le maintien d'un rapport CD4 CD8 de 1:1 dans le produit final est crucial pour l’obtention d’une réponse anti-tumorale prolongée. Nous avons montré que les cellules T CD4+ étaient essentielles pour préserver la capacité de prolifération des CD8+ CAR-T cells. Une stimulation antigénique persistante dans les cancers en progression favorise l’épuisement des lymphocytes T caractérisé par une baisse de prolifération et une surexpression de molécules inhibitrices. Nous avons ainsi montré que le blocage de l’axe PD-1/PD-L1 améliorait de manière significative l’efficacité des early-CAR-T cells, une approche qui se traduisait par une persistance prolongée des CAR-T cells mémoires dans la circulation. Enfin, nous avons évalué l’expression de LeY dans les cancers pédiatriques. LeY entre dans la catégorie des antigènes oncofoetaux. Il est exprimé dans de nombreux adénocarcinomes humains adultes et à de faibles niveaux dans environ 20% des cas de leucémie aiguë myéloïde (LAM) adulte. Notre analyse a révélé une augmentation de l'expression de LeY dans les LAM pédiatriques. Nous avons montré l’efficacité anti-tumorale des LeY-CAR-T cells contre les blastes myéloïdes, suggérant le potentiel de LeY comme cible dans les LAM pédiatriques. En conclusion, nos résultats montrent (…)