The adoptive transfer of T lymphocytes reprogrammed to target tumour cells has demonstrated potential for treatment of various cancers1-7. However, little is known about the long-term potential and clonal stability of the infused cells. Here we studied long-lasting CD19-redirected chimeric antigen receptor (CAR) T cells in two patients with chronic lymphocytic leukaemia1-4 who achieved a complete remission in 2010. CAR T cells remained detectable more than ten years after infusion, with sustained remission in both patients. Notably, a highly activated CD4+ population emerged in both patients, dominating the CAR T cell population at the later time points. This transition was reflected in the stabilization of the clonal make-up of CAR T cells with a repertoire dominated by a small number of clones. Single-cell profiling demonstrated that these long-persisting CD4+ CAR T cells exhibited cytotoxic characteristics along with ongoing functional activation and proliferation. In addition, longitudinal profiling revealed a population of gamma delta CAR T cells that prominently expanded in one patient concomitant with CD8+ CAR T cells during the initial response phase. Our identification and characterization of these unexpected CAR T cell populations provide novel insight into the CAR T cell characteristics associated with anti-cancer response and long-term remission in leukaemia.

The adoptive transfer of T lymphocytes reprogrammed to target tumor cells has demonstrated significant potential in various malignancies. However, little is known about the long-term potential and the clonal stability of the infused cells. Here, we studied the longest persisting CD19-redirected chimeric antigen receptor (CAR) T cells to date in two chronic lymphocytic leukemia (CLL) patients who achieved a complete remission in 2010. CAR T-cells were still detectable up to 10+ years post-infusion, with sustained remission in both patients. Surprisingly, a prominent, highly activated CD4 + population developed in both patients during the years post-infusion, dominating the CAR T-cell population at the late time points. This transition was reflected in the stabilization of the clonal make-up of CAR T-cells with a repertoire dominated by few clones. Single cell multi-omics profiling via Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by Sequencing (CITE-Seq) with TCR sequencing of CAR T-cells obtained 9.3 years post-infusion demonstrated that these long-persisting CD4 + CAR T-cells exhibited cytotoxic characteristics along with strong evidence of ongoing functional activation and proliferation. Our data provide novel insight into the CAR T-cell characteristics associated with long-term remission in leukemia.

ABSTRACT Despite the central role of IFNγ in vitiligo pathogenesis, systemic IFNγ neutralization is an impractical treatment option due to strong immunosuppression. However, most vitiligo patients present with less than 20% affected body surface area, which provides an opportunity for localized treatments that avoid systemic side effects. After identifying keratinocytes as key cells that amplify IFNγ signaling during vitiligo, we hypothesized that tethering an IFNγ neutralizing antibody to keratinocytes would limit anti-IFNγ effects to the treated skin for the localized treatment. To that end, we developed a bispecific antibody (BsAb) capable of blocking IFNγ signaling while binding to desmoglein expressed by keratinocytes. We characterized the effect of the BsAb in vitro , ex vivo , and in a mouse model of vitiligo. SPECT/CT biodistribution and serum assays after local footpad injection revealed that the BsAb had improved skin retention, faster elimination from the blood, and less systemic IFNγ inhibition than the non-tethered version. Furthermore, the BsAb conferred localized protection almost exclusively to the treated footpad during vitiligo that was not possible by local injection of the non-tethered anti-IFNγ antibody. Thus, keratinocyte-tethering proved effective while significantly diminishing off-tissue effects of IFNγ blockade, offering a new treatment strategy for localized skin diseases, including vitiligo.