Abstract Xenotransplantation has the potential to alleviate the organ shortage that prevents many patients with end‐stage renal disease from enjoying the benefits of kidney transplantation. Despite significant advances in other models, pig‐to‐primate kidney xenotransplantation has met limited success. Preformed anti‐pig antibodies are an important component of the xenogeneic immune response. To address this, we screened a cohort of 34 rhesus macaques for anti‐pig antibody levels. We then selected animals with both low and high titers of anti‐pig antibodies to proceed with kidney transplant from galactose‐α1,3‐galactose knockout/ CD 55 transgenic pig donors. All animals received T‐cell depletion followed by maintenance therapy with costimulation blockade (either anti‐ CD 154 mA b or belatacept), mycophenolate mofetil, and steroid. The animal with the high titer of anti‐pig antibody rejected the kidney xenograft within the first week. Low‐titer animals treated with anti‐ CD 154 antibody, but not belatacept exhibited prolonged kidney xenograft survival (>133 and >126 vs. 14 and 21 days, respectively). Long‐term surviving animals treated with the anti‐ CD 154‐based regimen continue to have normal kidney function and preserved renal architecture without evidence of rejection on biopsies sampled at day 100. This description of the longest reported survival of pig‐to‐non‐human primate kidney xenotransplantation, now >125 days, provides promise for further study and potential clinical translation.

Costimulation blockade using belatacept results in improved renal function after kidney transplant as well as decreased likelihood of death/graft loss and reduced cardiovascular risk; however, higher rates and grades of acute rejection have prevented its widespread clinical adoption. Treatment with belatacept blocks both positive (CD28) and negative (CTLA-4) T cell signaling. CD28-selective therapies may offer improved potency by blocking CD28-mediated costimulation while leaving CTLA-4 mediated coinhibitory signals intact. Here we test a novel domain antibody directed at CD28 (anti-CD28 dAb (BMS-931699)) in a non-human primate kidney transplant model. Sixteen macaques underwent native nephrectomy and received life-sustaining renal allotransplantation from an MHC-mismatched donor. Animals were treated with belatacept alone, anti-CD28 dAb alone, or anti-CD28 dAb plus clinically relevant maintenance (MMF, Steroids) and induction therapy with either anti-IL-2R or T cell depletion. Treatment with anti-CD28 dAb extended survival compared to belatacept monotherapy (MST 187 vs. 29 days, p=0.07). The combination of anti-CD28 dAb and conventional immunosuppression further prolonged survival to MST ∼270 days. Animals maintained protective immunity with no significant infectious issues. These data demonstrate CD28-directed therapy is a safe and effective next-generation costimulatory blockade strategy with a demonstrated survival benefit and presumed advantage over belatacept by maintaining intact CTLA-4 coinhibitory signaling.