Impact of the Tumor microenvironment on the activity of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells in B-cell precursor Acute Lymphoblastic Leukemia (B-ALL)

La leucemia linfoblastica acuta a cellule B (B ALL) rappresenta il tumore più comune nei bambini. Recenti progressi hanno permesso alla maggioranza dei pazienti di ottenere una remissione completa.Un numero sostanziale di pazienti recidiva e un nuovo trattamento per questa categoriarappresenta un'esigenza clinica. La terapia cellulare con cellule CAR fornisce un bersaglio più specifico ed efficace delle cellule leucemiche.Le CAR sono recettori sintetici che combinano la specificità dell'antigene degli anticorpi con le funzioni di effettore delle cellule T.Nel nostro centro,abbiamo studiato l'uso dell'ingegneria non virale su una popolazione di cellule T allogeniche generate secondo il protocollo di differenziazione delle cellule CIK come alternativa alle convenzionali cellule CAR ingegnerizzate con vettori virali. Questa popolazione caratterizzata dall'arricchimento di cellule CD3+CD56+ citotossiche e da un elevato profilo di sicurezza. Inoltre, il protocollo di espansione è semplice, conforme alle regole GMPed economicamente vantaggioso, rendendole una fonte cellulare adatta per l'ingegneria CAR.Il nostro gruppo ha precedentemente ottimizzato una piattaforma non virale di trasposoni Sleeping Beauty (SB) per reindirizzare le cellule CIK con diversi CAR, ottenendo un'espressione stabile ed efficiente, elevata vitalità e espansione in vitro con un'unica fase di stimolazione. Il sistema è costituito da due elementi, il plasmide trasposone contenente il transgene di interesse e la trasposasi che media l'integrazione genomica stabile attraverso un meccanismo di taglia e incolla. Oltre al SB, altri recenti approcci non virali, tra cui il trasposone piggyback, l'utilizzo di mRNA, i nanocarrier di DNA a base lipidica e polimerica e i nanovettori, iniziano a essere applicati negli studi clinici emergenti. Qui, forniamo un'ampia panoramica di questi metodi innovativi e privi di virus per l'ingegneria delle cellule T e discutiamo la loro sicurezza ed efficacia. Inoltre
B cell Acute Lymphoblastic Leukemia (B ALL) represents the most common cancer in children. Recent advances in treatment protocols allowedthe vast majorityof patients to achieve complete remission. However, a substantial number of patients relapsesandnew treatment for this category of patients represent a clinical need.Adoptive Cell Therapy with Chimeric Antigen Receptor (CAR)T cellsprovides a more specific and effective target of leukemic cells.CAR molecules are synthetic receptors, which combine the antigen specificity of antibodies with T-cell effector functions.In our center,we investigatedthe use of non-viral engineering of an allogeneicT-cell population generated according to cytokine-induced killer (CIK) cell protocol of differentiation as alternative to conventional patient-derived CAR T cells engineered with viral vectors. This population is characterized by the enrichment of cytotoxic CD3+CD56+ cells and a high profile of safety, with minimal occurrence of graft-versus-host disease after allogeneic CIK infusion in leukemic patients. Moreover, CIK cell expansion protocol is easy, Good Manufacturing Practices compliant and cost-effective, making CIK cells a suitable cell source for CAR engineering.Our group has previously developed and optimized a non-viral Sleeping Beauty (SB) transposon platform to redirect CIK cells with different CARs, obtainingstable and efficient CAR expression, high viability and in vitro expansion with a single stimulation step.SB system consists of two elements, the transposon plasmidcontaining the transgene of interest, and the transposase which mediates stable genomic integration through a “cut-and-paste” mechanism. This approach allows to overcome the main issues associated with viral vectors, such as potential high manufacturing costs, regulatory hindrances and scale-up complexities.Othernon-viral approaches, including thepiggyback transposon, the utilization of mRNA, Lipid-based and Polymer-based DNA nanocarriers,and nanovectors