Natural killer cellen voor therapie

O v e r z ich t sa r t ik e l e n
GESCHIKT
ONGESCHIKT
Natural killer cellen voor therapie
Auteurs
J. van Bergen, D.H.J. Verhoeven en J.J. Zwaginga
Trefwoorden
celtherapie, ‘killer-cell immunoglobulin-like receptors’ (KIR), natural killer cellen
Samenvatting
Uit in-vivo-experimenten in muizen en in-vitroexperimenten met humaan materiaal blijkt dat
natural killer (NK)-cellen in staat zijn tumoren
en lichaamsvreemde cellen te elimineren.
Retrospectieve analyses van voornamelijk
haplo-identieke stamceltransplantaties bij
patiënten met hematologische maligniteiten
suggereren dat graft-versus-host-NK-celreactiviteit door ‘killer-cell immunoglobulin-like
receptors’ - humaan leukocyten antigenen (KIRHLA)-mismatches vooral geassocieerd is met
een verbeterde survival en een verminderde
terugvalincidentie, maar ook met een betere
engraftment en minder graft-versus-hostziekte.
Deze resultaten worden echter niet in alle studies gereproduceerd. In het licht van de complexiteit en heterogeniteit van stamceltransplantaties en de betrokken patiënten is dit niet
Inleiding in de natuurlijke functie van natural
killer cellen
Natural killer (NK)-lymfocyten worden gevonden
in beenmerg, bloed, en secundaire lymfoïde organen (lymfeklieren, lever en milt). In het bloed vertegenwoordigen ze 3 tot 15 % van de mononucleaire
celfractie. NK-cellen vormen een essentiële schakel
in de aangeboren immuniteit tegen intracellulaire
pathogenen. Tijdens de eerste week van een primaire infectie, als het adaptieve immuunsysteem nog op
gang moet komen, zijn ze de belangrijkste bron van
interferon-γ (IFN-γ). Bovendien veroorzaken NKcellen apoptose van geïnfecteerde cellen, door middel van het uitscheiden van perforine en granzymen
nederlands
tijdschrift
voor
verwonderlijk. De belangrijkste determinanten
voor een succesvolle cellulaire NK-celtherapie
dienen dan ook nog nader bepaald te worden
maar betreffen in ieder geval de selectie van
NK-celgevoelige ziekten, de aanwezigheid en eventueel selectie van de werkelijke effectorpopulatie
binnen de heterogene NK-celpopulatie en de optimale condities voor maximale NK-celactiviteit in
vivo. Prospectieve studies met ‘clinical-grade’ NKcellen zouden in dit opzicht meer duidelijkheid kunnen geven en zijn inmiddels technisch mogelijk.
Voor het bewijs van klinische activiteit zullen echter
patiëntenaantallen nodig zijn die waarschijnlijk alleen in multicentrische studies bereikbaar worden.
Niet alleen afstemming over het te gebruiken type
NK-celproduct is hiervoor nodig, maar ook specifieke immunomonitoring.
(Ned Tijdschr Hematol 2009;6:97-103)
en activering van apoptosereceptoren, zoals de Fasreceptor. Er zijn aanwijzingen dat deze cytotoxische
activiteit niet alleen bijdraagt aan het bestrijden van
infecties, maar ook van maligniteiten.
Een enorme verscheidenheid aan receptoren stelt
NK-cellen in staat gezonde cellen van zieke cellen te
onderscheiden (zie Figuur 1 op pagina 98). Het is
uiteindelijk de balans tussen remmende en activerende signalen die bepaalt of een NK-cel tot actie
overgaat. Activerende receptoren op NK-cellen binden membraaneiwitten die verhoogd tot expressie
komen door cellulaire stress of infectie. Remmende
receptoren op NK-cellen binden lichaamseigen humaan leukocyten antigeen (HLA)-klasse-I-moleculen
H E M atologie vol .
6
nr .
3 - 2009
97
vrij
cytokinen
O v e r z ich t sa r t ik e l e n
IFNα
IL-12R
IL-18
IL-18R
celgebonden
HLA klasse I (-achtig)
IL-15
IL-15Rα
donor
IFNAR
IL-12
donorcel
IL-15Rβγ
CD112, CD155
DNAM-1
?
NKp30, NKp44, NKp46
MIC-A, MIC-B, ULBPs
NKG2D
HLA-E
CD94/NKG2C
HLA-C, ?
activerende KIRs
HLA-E
CD94/NKG2A
HLA-A/B/C
inhiberende KIRs
HLA-G, HLA-A/B/C?
ILT2 (LIR1, LILRB1)
cytokinen
(IFNγ, TNFα)
6
nr . 3
- 2009
‘target’
(tumorcel)
- lysis -
HLA-Bw4 KIR3DL1
(HLA-A, HLA-B en HLA-C, bijvoorbeeld), die
vaak verlaagd tot expressie komen op virusgeïnfecteerde of maligne cellen. Het netto-effect is dus dat
geïnfecteerde of getransformeerde cellen in vergelijking met gezonde cellen meer liganden voor activerende en minder voor remmende NK-receptoren
aanbieden, hetgeen zal leiden tot secretie van IFN-γ
en cytolyse van de geïnfecteerde/getransformeerde
cel. Cytokinen als interleukine 15 (IL-15) en type I
interferonen (IFN-α en IFN-β), die vroeg in een infectie vrijkomen, verlagen de activeringsdrempel
van NK-cellen, waardoor deze nog krachtiger kunnen reageren.
De remmende NK-receptoren die aan HLA-A,
HLA-B en HLA-C binden worden ‘killer-cell immunoglobulin-like receptors’ (KIR) genoemd. Deze
HLA-klasse-I-moleculen zijn zeer polymorf en
vol .
NK-cel
cytolyse
(perforine,
granzyme)
Figuur 1. Natural killer (NK)-celreceptoren en -effectorfuncties.
NK-cellen integreren activerende (groen) en inhiberende (rood)
signalen die binnenkomen via een veelheid aan receptoren.
Infectie induceert cytokinen zoals type I interferonen (IFN-α,
IFN-β), interleukine (IL)-12, IL-15 en IL-18, die NK-cellen in een
verhoogde staat van paraatheid brengen. Interactie van NKcellen met tumorcellen of geïnfecteerde cellen wordt gereguleerd
door activerende en remmende receptoren, die in het algemeen
binden aan humaan leukocyten antigeen (HLA)-klasse-I-moleculen of vergelijkbare structuren. Integratie van al deze signalen
leidt al dan niet tot cytokineproductie en/of lysis van maligne
getransformeerde of geïnfecteerde cellen.
IFNAR=interferon-α/β receptor, DNAM-1=DNAX accessory
molecule I, TNF-α=tumor necrose factor α, MIC-A=‘major histocompatibility complex class I-related chain A’, NKG=’natural
killer cell group’, KIRs=‘killer-cell immunoglobulin-like receptors’, ILT2=’immunoglobulin-like transcript 2’, LIR1=’leukocyte
immunoglobulin-like receptor 1’, LILRB1=’leukocyte immunoglobulin-like receptor subfamily B member 1’, ULBPs= ‘UL16binding proteins’.
98
ontvanger
KIR3DL1 HLA-Bw6
Figuur 2. Voorbeeld van een ‘killer-cell immunoglobulin-like
receptor’ (KIR)-ligandmismatch. Donor-NK-cellen dragen
het remmende KIR3DL1, die bindt aan het HLA-Bw4 van de
donor en daardoor NK-cellysis van autologe donorcellen
voorkomt. Als de ontvanger geen KIR3DL1-liganden heeft
(de ontvanger is HLA-Bw6 homozygoot), worden donorNK-cellen niet meer geremd via KIR3DL1, en kunnen deze
NK-cellen tumorcellen van de ontvanger aanvallen.
HLA-klasse-I-verschillen werpen bij transplantaties
dan ook vaak barrières op. De KIR hebben de evolutie van klasse-I-moleculen niet helemaal bij weten
te houden en ieder remmende KIR bindt daardoor
slechts een deel van de beschikbare HLA-klasse-Iallelen. Zo bindt KIR3DL1 bijvoorbeeld selectief
HLA-B (en enkele HLA-A) allelen met een zogenoemd ‘Bw4-motief’. Het gevolg hiervan is dat
KIR3DL1+ NK-cellen uit een Bw4+-individu reageren op cellen uit het bloed van een Bw4--donor, die
HLA-B (en HLA-A) allelen heeft zonder dat Bw4motief (zie Figuur 2). Dit komt doordat deze NKcellen niet geremd worden door de interactie tussen
KIR3DL1 op de NK-cel en HLA-B op de donorcel.
Waar T-cellen dus reageren op de aanwezigheid van
lichaamsvreemd HLA, kunnen NK-cellen reageren
op de afwezigheid van lichaamseigen HLA. Dit
type alloherkenning door NK-cellen wordt verlies
van inhibitie (‘missing self’) herkenning genoemd
(zie Figuur 2).
Aanwijzingen voor NK-celgemedieerde effecten
bij stamceltransplantatie
NK-celactivering op basis van verlies van inhibitie
kan een rol spelen bij HLA-gemismatchte beenmergtransplantaties. Als het HLA-genotype van de
donor bijvoorbeeld 2 liganden voor remmende KIR
bevat, terwijl het HLA-genotype van de ontvanger
nederlands
tijdschrift
voor
H E M atologie
Tabel 1. Inconsistentie tussen studies die het effect van ‘killer-cell immunoglobulin-like receptors
receptors’ (KIR)-ligandmismatch bestuderen in hematopoëtische stamceltransplantatiesetting.
Referentie
N
Donor
Transplantaat
‘Engraft- GVHD
ment’
Terugval
Overle- Opmerkingen
ving
1
92
haplo-identiek
PB-SCT
▲
▼*
▲
2
69
▼
* alleen bij AML
niet gerelateerd
BM-SCT
▲*
▼*
▼
▲
* p=NS
commentaar 118
op 2
niet gerelateerd
BM/PB-SCT
=
▼*
▲
▼*
* p=NS (studie bij
myeloïde leukemieën)
3
36
haplo-identiek
‘megadose’
PB-SCT
?
?
▼*
?
* p=NS (myeloïde en
lymphoïde leukemieën)
4
137
haplo-identiek/
niet gerelateerd
PB-SCT
▼
=
▼
=
studie bij myeloïde
leukemiepatiënten
5
175
niet gerelateerd
BMT
=
=
=
▼*
* alleen bij AML
6
62
haplo-identiek
PB-SCT
=
▲
=
▼
7
1571
niet gerelateerd
HCT
=
=
=
=
data van NMDP,
EBMT, Nederland
8
112
haplo-identiek
PB-SCT
=
=
▼
▲
studie in alleen
AML
Groene symbolen geven aan dat een KIR-ligandmismatch geassocieerd is met een verbetering in
‘engraftment’, GVHD, terugval of overleving; rode symbolen geven een verslechtering aan (▲=verhoging,
= ▲ geen verschil, ▼ =verlaging).
N=aantal personen, GVHD=’graft-versus-host-disease’, PB-SCT=transplantatie met in perifeer bloed
met ‘granulocyte-macrophage colony stimulating factor’ gemobiliseerde stamcellen, AML=acute
myeloïde leukemie, BM-SCT=stamceltransplantatie met beenmerg, p=p-waarde, NS=niet significant, PB=perifeer bloed, BMT=beenmergtransplantatie, HCT=hematopoëtische celtransplantatie,
NMPD=National Marrow Donor Programme, EBMT=European Group for Blood and Marrow Transplantation.
maar liganden levert voor 1 ervan, is graft-versushost-NK-celreactiviteit te verwachten, omdat een
subgroep van NK-cellen niet langer een remmend
signaal ontvangt. Dit type HLA-mismatch wordt
een KIR-ligandmismatch genoemd (zie Figuur 2).
De onderzoeksgroep van dr. Velardi (Perugia, Italië)
heeft in 2002 de resultaten van een baanbrekende
studie gepubliceerd, waaruit blijkt dat bij haploidentieke stamceltransplantaties (SCT’s) van acute
myeloïde leukemie (AML)-patiënten een dergelijke
mismatch een gunstig effect heeft op zowel engraftment, graft-versus-hostziekte (‘graft-versus-hostdisease’; GVHD) als terugval.1
De publicatie van Velardi et al. betrof een retrospectieve studie van 92 haplo-identieke SCT’s.1 Deze
patiënten werden na conditionering met totale lichaamsbestraling, anti-T-cel-globuline (ATG) en
cytostatica (thiotepa en fludarabine of cyclofosfamide) getransplanteerd met gezuiverde stamcellen
uit met ‘granulocyte-macrophage colony stimulating factor’ (GM-CSF) behandelde donoren. Zowel
nederlands
tijdschrift
voor
het transplantaat als de ontvanger waren dusdanig
T-celgedepleteerd dat GVHD-profylaxe achterwege
kon worden gelaten. In 34 van deze transplantaties
was sprake van een KIR-ligandmismatch, en in al
deze gevallen werden in het bloed van de donor inderdaad NK-cellen gevonden die reageerden op cellen van de ontvanger. In deze transplantaties was de
engraftment 100% (versus 84,5% in de gematchte
groep), terwijl een acute GVHD (≥ graad II) niet
voorkwam (versus 14% in de gematchte groep). Het
meest dramatische effect werd gezien in de subgroep
patiënten met AML (n=57), waar in de KIR-ligandgemismatchte groep geen terugval optrad binnen 5
jaar, terwijl in de gematchte groep 75% terugval optrad in dezelfde periode. KIR-ligandmismatching
zou dus een rol kunnen gaan spelen bij donorselectie
bij niet HLA-identieke transplantaties.
Vervolgstudies van andere transplantatiecentra (zie
Tabel 1) leverden echter conflicterende resultaten
op. In 3 studies waren de effecten van KIR-ligandmismatching gunstig, maar 2 andere studies gaven
H E M atologie vol .
6
nr .
3 - 2009
99
O v e r z ich t sa r t ik e l e n
aan dat het netto-effect op overleving juist negatief
was, terwijl een analyse van de gegevens in de Amerikaanse National Marrow Donor Programme, de
European Bone Matrow Transplantation en de Nederlandse databases geen effect vond.2-7 In reactie
hierop publiceerde de groep uit Perugia data van een
uitgebreider cohort AML-patiënten, en deze bevestigden hun originele observatie.1,8 Recentelijk
is aangetoond dat ook bij onverwante navelstrengbloedtransplantaties KIR-ligandincompatibiliteit
geassocieerd is met een verbeterde overleving en
een verminderde terugvalincidentie.9
Het is belangrijk zich te realiseren dat het KIRligandmismatcheffect afhankelijk zal zijn van vele
factoren:
a. het type van de KIR-ligandmismatch tussen patiënt
en donor;
b.de KIR-ligandexpressie van de tumorcellen;
c. de aanwezigheid van NK-cellen of voorlopers
daarvan in het transplantaat;
d.de grootte van de alloreactieve populatie en
NK-celrepopulatie na transplantatie;
e. de mate van immuunsuppressie na transplantatie;
f. en de mate van de nog resterende T-celgemedieerde effecten.
Hoe echter deze factoren in het transplantaat en na
transplantatie te kwantificeren zijn, blijft in de genoemde studies onduidelijk. Het toevoegen van donor NK-cellen aan het transplantaat of echt afzonderlijke behandelingen ermee zouden in ieder geval
het effect van KIR-ligandmismatching duidelijker
kunnen maken.
Op weg naar klinische NK-celtherapieën
In het begin van de jaren 80 van de vorige eeuw
werd aangetoond dat IL-2 lymfocyten kon activeren, zodat humane tumorcellijnen gelyseerd konden
worden. Deze cellen werden ‘lymphokine activated
killer’ (LAK)-cellen genoemd en hun werking bleek
voornamelijk door NK-cellen bepaald. Al snel volgden de eerste klinische studies met de infusie van
LAK-cellen in patiënten.10 Uiteindelijk bleek 15 tot
20% van de patiënten een respons te tonen (tumorregressie of - tijdelijk - verminderde progressie van
de tumor). Deze respons was echter niet superieur
aan het toedienen van alleen IL-2 aan de patiënt.
Vervolgens werden studies uitgevoerd met IL-2 toediening wel of niet in combinatie met LAK-cellen.
IL-2-toediening ging echter vaak gepaard met ernstige bijwerkingen.11 Tevens activeert IL-2 naast
NK-cellen ook T-cellen en later werk suggereert dat
100
vol .
6
nr . 3
- 2009
activering van regulatoire T-cellen NK-celeffectorfunctie kan remmen en zelfs tot celdood van NKcellen kan leiden.12 Naast het gebruik van IL-2 als
cytokinetherapie bij patiënten met tumoren, werden
ook IL-12, IL-18 en IFN-α met wisselend resultaat
gebruikt als monotherapie om NK-celfunctie in
vivo te stimuleren.13
Midden jaren 90 van de vorige eeuw werden de activerende en remmende receptoren, die cruciaal zijn
in de NK-celfunctie ontdekt. NK-cellen bleken te
bestaan uit een heterogene groep cellen, elk met hun
specifieke patroon van NK-receptorexpressie. Tevens leidde de ontdekking van IL-15 als belangrijke
NK-celactiverings- en overlevingsfactor en van de
interactie van dendritische cellen met NK-cellen tot
beter begrip van NK-celfunctie en activering.
Mede onder invloed van het mogelijke effect van alloreactieve NK-cellen in haplo-identieke SCT’s voor
AML, ontstond een hernieuwde interesse in de klinische toepassing van cellulaire NK-celtherapie.1 In
2005 werd de eerste (grotere) studie gepubliceerd
over het toedienen van gezuiverde NK-cellen, die
buiten het lichaam met IL-2 geactiveerd waren.14
Deze cellen werden in een haplo-identieke setting
gegeven aan patiënten met (met name) AML, na
een korte conditionering met hoge dosis cyclofosfamide en fludarabine of lage dosis cyclofosfamide en
methylprednisolon. De conditionering met een hoge
dosis cyclofosfamide, gecombineerd met subcutane
IL-2-toediening na NK-celinfusie, leidde tot een invivo-expansie van de geïnfundeerde NK-cellen.14 Een
van de opmerkelijkste resultaten was, naast een hematologische remissie bij 5 van de 19 patiënten, dat
de conditionering met hoge dosis cyclofosfamide en
fludarabine resulteerde in een endogene piek in IL15 en dat alleen in deze groep klinische responsen
werden gezien. De andere conditionering resulteerde, ondanks IL-2-toediening, niet in langdurige (28
dagen) aanwezigheid van donor-NK-cellen in de patiënt. Eind 2008 waren er 32 patiënten in deze studie geïncludeerd, waarvan er 10 enige mate van remissie lieten zien. Remissie correleerde met
in-vivoexpansie van NK-cellen, maar niet met de
aanwezigheid van een KIR-ligandmismatch.15 Ondanks verschillende andere studies met cellulaire
NK-celtherapie heeft een en ander nog niet tot
definitieve conclusies geleid.16 Er zijn echter vele
variabelen in klinische NK-celtherapieën en de onderzoeksgroepen maken verschillende keuzes
betreffende de setting waarin de NK-celtherapie
plaatsvindt.
De eerste belangrijke keuze ligt in het gebruik van
nederlands
tijdschrift
voor
H E M atologie
autologe of allogene NK-cellen, met of zonder een
KIR-ligandmismatch. In het voorgaande deel is de
inconsistentie in het alloreactieve NK-celeffect
(KIR-ligandmismatch) in SCT besproken waarbij
de verschillende studies toegegeven sterk verschilden qua opzet van de SCT. Het functionele concept
van verlies van inhibitie pleit voor een allogene setting. Het is echter niet uitgesloten dat veel maligniteiten niet alleen door verlies van inhibitie maar juist
ook door toegenomen activeringssignalen (expressie
van activerende NK-celreceptorliganden zoals ‘major histocompatibility complex (MHC)-class I-related chain’ (MIC)-A, MIC-B en de ‘UL16-binding
proteins’ (ULBPs)) herkend en geëlimineerd kunnen worden door NK-cellen. Het lijkt conceptueel
aantrekkelijk om zowel het verlies van inhibitie als
de toegenomen activering uit te buiten.17 Juist binnen de solide tumoroncologie blijken er tumoren te
zijn met een hoge expressie van NK-activerende
liganden.18,19 NK-celtherapie zou dus wel eens
effectiever kunnen blijken bij de bestrijding van
maligniteiten met een dergelijk activerend expressiepatroon.
Ten tweede moet een keuze worden gemaakt welke
NK-cellen te gebruiken en hoe deze te activeren.
Hierbij is het goed zich te realiseren dat de remmende KIR-receptoren, die uitgebuit kunnen worden in
het geval van KIR-ligandmismatch, stochastisch
verdeeld zijn over de NK-cellen en verschillen van
individu tot individu. De grootte van de alloreactieve NK-celpopulatie varieert dus tussen verschillende donor-ontvangercombinaties. Verder worden
veel tumorcellen niet of minder herkend door ongeactiveerde NK-cellen, terwijl activering van NKcellen de lysis van verschillende tumorcellen sterk
verbetert. Traditioneel wordt hiervoor IL-2 ex vivo
en in vivo gebruikt, maar sinds kort is ook ‘good
manufacturing practice’ (GMP)-geproduceerd IL15 op de markt, wat de applicatie van dit cytokine
voor klinische NK-celtherapieën mogelijk maakt.
Ook zijn er andere activeringsmethoden (zoals celcelcontact met dendritische cellen), of de selectie
van NK-cellen op de aanwezigheid van bepaalde activerende receptoren (zoals NKp44), die zouden
kunnen resulteren in een toegenomen activiteit van
het NK-celproduct.
Ten derde kan men kiezen voor adjuvanttherapieën
die de effectiviteit van NK-celtherapie verhogen. De
combinatie van NK-celtherapie met andere vormen
van immunotherapie, zoals SCT en het gebruik van
monoklonale antilichamen, is hiervan een voorbeeld. NK-cellen kunnen namelijk krachtig tumor-
nederlands
tijdschrift
voor
cellen lyseren via herkenning van de Fc-staart van
antilichamen door CD16 (Fc-gamma-R3). Een dergelijke NK-gemediëerde antilichaamafhankelijke
cellulaire cytotoxiciteit (‘antibody dependent cellular cytotoxicity’; ADCC) was te zien na rituximab
(anti-CD20) in de therapie van non-hodgkinlymfoom.20 Ook wordt er op dit moment een studie uitgevoerd waarbij onderzocht wordt of het maskeren
van remmende KIR met monoclonale antilichamen
te gebruiken is als therapie voor AML. De gedachte
hierachter is dat een dergelijke blokkade in feite een
KIR-ligandmismatch (‘missing self’) creëert. Ten
slotte zou het mogelijk kunnen worden om de juiste
expressie van activerende NK-celliganden op de tumoren te stimuleren, bijvoorbeeld door het gebruik
van histondeacetylaseremmers. Zo moet voor de
meest effectieve strategie wellicht rekening worden
gehouden met combinaties van NK-celtherapie met
bijvoorbeeld immunotherapie, al dan niet in een allogene setting en met een geselecteerde en gestimuleerde NK-celpopulatie, met antilichaamtherapieën
en tumormanipulatie.
NK-celtherapie: haalbaarheid en toekomst
Bij gebrek aan HLA-identieke donoren lijken retrospectieve analyses van HLA-gemismatchte SCT’s
te bevestigen dat NK-cellen met graft-versus-hostactiviteit in bepaalde settings een beter resultaat kunnen geven. Het bewijs voor dit potentiële NK-celeffect zal echter in prospectieve studies geleverd
moeten worden. Het separaat van de SCT kunnen
toedienen van NK-cellen is in dit opzicht een voordeel om ook ‘clinical grade’ (GMP) te realiseren.
Immunoaffiniteitszuivering van donorleukaferesemateriaal door T-cel (CD3)-depletie eventueel gecombineerd met B-cel (CD19)-depletie of NK-cel
(CD56)-selectie, verhoogt in dit opzicht de veiligheid en specificiteit van deze behandeling. De combinatie met ex vivo en/of in vivo cytokinegemedieerde activering maakt verder NK-cellen met in
vitro bewezen sterkere killingcapaciteit mogelijk.10-13
Deze ex-vivostimulatie moet echter beschouwd worden als kritische manipulatie of ‘engineering’, dat wil
zeggen het significant veranderen van het fenotype.
Binnen de Nederlandse regelgeving moet dit soort therapie altijd plaatsvinden als wetenschappelijk onderzoek onder medisch ethische toetsing (zie de Wet Medisch Wetenschappelijk Onderzoek met mensen),
waarbij de Centrale Comissie Mensgeboden Onderzoek (CCMO) de beoordelende instantie is. Het vervaardigen van een ‘Investigational Medical Product
H E M atologie vol .
6
nr .
3 - 2009
101
O v e r z ich t sa r t ik e l e n
Aanwijzingen voor de praktijk
1. Er zijn voldoende aanwijzingen die het therapeutisch inzetten van natural killer (NK)-celgemediëerde effecten rechtvaardigen.
2. Het ‘clinical grade’ zuiveren en ex vivo activeren van auto- of allogene NK-cellen is mogelijk; de
logistieke, regulatoire en financiële consequenties van dergelijke medicinale celtherapie zijn echter
aanzienlijk.
3. Studies die de effectiviteit van NK-celtherapie willen bewijzen, zullen waarschijnlijk een multicentrische opzet moeten hebben. Overeenstemming over het type NK-celpreparaat en NK-celspecifieke in-vivo-immunomonitoring zijn hierbij nodig.
Dossier’ (IMPD) en een ‘Investigational Brochure’
(IB) wordt hiervoor gevraagd. De vastgestelde formats
van het IMPD en de IB zijn echter gebaseerd op de
introductie van traditionele geneesmiddelen en minder
geschikt voor celtherapie. Celtherapie is over het algemeen ‘custom made’ (dat wil zeggen voor een gekende
ontvanger), kort houdbaar, en heeft in tegenstelling tot
een pil geen ’on-shelf’ batchvorm die toxicologisch
voor uitgifte onderzocht kan worden. Tevens blijft het
conceptueel en vaak ook praktisch onmogelijk om resultaten van celtherapie in diermodellen op het gebied
van toxiciteit en veiligheid te vertalen naar de mens.
Het veld zal in samenwerking met de CCMO deze
‘cultuurverschillen tussen cel en pil’ actief en op korte
termijn moeten overbruggen. Dit is essentieel voor de
verdere ontwikkeling van dit veelbelovende veld.
Conclusie
NK-cellen lijken veelbelovend als therapie. Hun invitro- en in diermodellen bewezen effectiviteit tegen
tumorcellen en allogene cellen lijkt ook bevestigd te
worden door de verbeterde resultaten bij KIR-ligandincompatibele donor-patiëntcombinaties in sterk T-celgedepleteerde SCT’s. Technisch zijn NK-cellen
‘clinical grade’ te isoleren en ex vivo te activeren. Het
veld zelf moet zich echter afvragen of dergelijke therapieën al klaar zijn voor de kliniek. De gunstige resultaten in SCT worden alleen gevonden met bepaalde
transplantatieprotocollen en tumortypen, en de determinanten voor optimalisering van cellulaire NKceltherapie zijn dan ook onderwerp van intensief onderzoek. Bovendien zijn de logistieke en financiële
belasting van NK-celtherapie zeer substantieel.
Ten slotte, hoewel fase I-studies om de veiligheid van
NK-cellen te kunnen beoordelen mogelijk en deels
voltooid zijn, is het klinische vervolgtraject om de
102
vol .
6
nr . 3
- 2009
specifieke effectiviteit van NK-cellen echt te kunnen
beoordelen nog onduidelijk. Deze NK-celtherapiëen
zullen namelijk getest moeten worden bij zeer heterogene patiëntengroepen en meestal in combinatie met
andere sterk immuunmodulerende therapiëen (zoals
SCT). Derhalve, om effecten van NK-therapie op
eindpunten zoals engraftment, terugval van ziekte en
overleving te kunnen zien, moeten zeker in de SCTsetting voor hematologische patiënten grote aantallen
worden geïncludeerd. Multicentrische studies lijken
hiervoor de enige mogelijkheid. Hierbij dient overeenstemming te zijn over het type NK-celpreparaat
en het optimaliseren van de NK-specifieke tumorkilling. NK-celspecifieke immunomonitoring is verder
van het grootste belang in iedere trial. Het aantonen
van NK-celtherapiegeassocieerde circulerende of in
tumorweefsel aanwezige NK-cellen, al dan niet met
een geactiveerd fenotype, zijn hiervan voorbeelden.
Referenties
1. Ruggeri L, Capanni M, Urbani E, Perruccio K, Shlomchik
WD, Tosti A, et al. Effectiveness of donor natural killer cell
alloreactivity in mismatched hematopoietic transplants.
Science 2002;295:2097-100.
2. Giebel S, Locatelli F, Lamparelli T, Velardi A, Davies S,
Frumento G, et al. Survival advantage with KIR ligand
incompatibility in hematopoietic stem cell transplantation
from unrelated donors. Blood 2003;102:814-9.
3. Leung W, Lyengar R, Turner V, Lang P, Bader P, Conn P, et al.
Determinants of antileukemia effects of allogeneic NK cells.
J Immunol 2004;172:644-50.
4. Beelen DW, Ottinger HD, Ferencik S, Elmaagacli AH, Peceny R,
Trenschel R, et al. Genotypic inhibitory killer immunoglobulinlike receptor ligand incompatibility enhances the long-term
antileukemic effect of unmodified allogeneic hematopoietic
stem cell transplantation in patients with myeloid leukemias.
nederlands
tijdschrift
voor
H E M atologie
Blood 2005;105:2594-600.
5. Davies SM, Ruggieri L, DeFor T, Wagner JE, Weisdorf DJ,
Miller JS, et al. Evaluation of KIR ligand incompatibility in
mismatched unrelated donor hematopoietic transplants.
Blood 2002;100:3825-7.
6. Bishara A, De Santis D, Witt CC, Brautbar C, Christiansen FT,
Or R, et al. The beneficial role of inhibitory KIR genes of HLA
class I NK epitopes in haploidentically mismatched stem cell
allografts may be masked by residual donor-alloreactive
T cells causing GVHD. Tissue Antigens 2004;63:204-11.
7. Farag SS, Bacigalupo A, Eapen M, Hurley C, Dupont B,
Caligiuri MA, et al. The effect of KIR ligand incompatibility on
the outcome of unrelated donor transplantation: a report
from the center for international blood and bone marrow
research, the european blood and marrow transplant registry, and the Dutch registry. Biol Blood Marrow Transpl
2006;12:876-84.
8. Ruggeri L, Mancusi A, Capanni M, Urbani E, Carotti A,
Aloisi T, et al. Donor NK cell allorecognition of missing self in
haploidentical hematopoietic transplantation for AML: challenging its predictive value. Blood 2007;110:433-40.
9. Willemze R, Rodrigues CA, Labopin M, Sanz G, Michel G,
Socié G, et al. KIR-ligand incompatibility in the graft-versushost direction improves outcomes after umbilical cord blood
transplantation for acute leukemia. Leukemia 2009;23:492-500.
10. Rosenberg SA, Lotze MT, Muul LM, Leitman S, Chang AE,
Ettinghausen SE, et al. Observations on the systemic administration of autologous lymphokine-activated killer cells and
recombinant interleukin-2 to patients with metastatic cancer. N Eng J Med 1985;313:1485-92.
11. Kammulla US, White DE, Rosenberg SA. Trends in the
safety of high dose bolus interleukin-2 administration in
patients with metastatic cancer. Cancer 1998;83:797-805.
12. Ghiringhelli F, Ménard C, Martin F, Zitvogel L. The role of
regulatory T cells in the control of natural killer cells: relevance
during tumor progression. Immunol Rev 2006;214:229-38.
13. Terme M, Ullrich E, Delahaye NF, Chaput N, Zitvogel L.
Natural killer-cell directed therapies: moving from unexpected
results to successful strategies. Nat Immunol 2008;9:486-94
14. Miller JS, Soignier Y, Panoskaltsis-Mortari A, McNearney
SA, Yun GH, Fautsch SK, et al. Successful adoptive transfer
and in vivo expansion of human haploidentical NK cells in
patients with cancer. Blood 2005;105:3051-7.
15. Miller JS. Personal Communication NK Congres Perth 2008.
16. Passweg JR, Koehl U, Uharek L, Meyer-Monard S, Tichelli
A. Natural-killer-cell-based treatment in haematopoietic stemcell transplantation. Best Pract Res Clin Haematol 2006;19:
811-24.
nederlands
tijdschrift
voor
17. Igarashi T, Wynberg J, Srinivasan R, Becknell B, McCoy JP
Jr, Takahashi Y, et al. Enhanced cytotoxicity of allogeneic NK
cells with killer immunoglobulin-like receptor ligand incompatibility against melanoma and renal cell carcinoma cells.
Blood 2004;104:170-7.
18. Carlsten M, Bjorkstrom NK, Norell H, Bryceson Y, Van Hall
T, Baumann BC, et al. DNAX accessory molecule-1 mediated
recognition of freshly isolated ovarian carcinoma by resting
natural killer cells. Cancer Res 2007;67:1317-25.
19. Verhoeven DH, De Hooge AS, Mooiman EC, Santes SJ,
Ten Dam MM, Gelderblom H, et al. NK cells recognize and lyse
Ewing sarcoma cells through NKG2D and DNAM-1 receptor
dependent pathways. Mol Immunol 2008;45:3917-25.
20. Dall’Ozzo S, Tartas S, Paintaud G, Cartron G, Colombat P,
Bardos P, et al. Rituximab dependent cytotoxicity by natural
killer cells: influence of FCGR3A polymorphism on the concentration-effect relationship. Cancer Res 2004;64:4664-9.
Ontvangen 15 november 2008, geaccepteerd 2 februari 2009.
Correspondentieadres
Dhr. dr. J.J. Zwaginga, hematoloog en hoofd Centrum
voor Stamceltherapie
Dhr. dr. J. van Bergen, assistent professor
Leids Universitair Medisch Centrum
Afdeling Immunohematologie en Bloedtransfusie
Albinusdreef 2
2300 RC Leiden
Tel.: 071 526 38 27
E-mailadres: [email protected]
Dhr. drs. D. Verhoeven, kinderarts i.o.
Leids Universitair Medisch Centrum
Afdeling Pediatrie
Albinusdreef 2
2300 RC Leiden
Correspondentie graag richten aan de eerste auteur.
Belangenconflict: geen gemeld.
Financiële ondersteuning: Miltenyi steunt het
Centrum voor Stamceltherapie met reagentia om
verschillende natural killer cellen immunoaffiniteitszuiveringsprotocollen preklinisch te valideren.
H E M atologie vol .
6
nr .
3 - 2009
103