Tolerance to self-antigens prevents the elimination of cancer by the immune system1,2. We used synthetic chimeric antigen receptors (CARs) to overcome immunological tolerance and mediate tumor rejection in patients with chronic lymphocytic leukemia (CLL). Remission was induced in a subset of subjects, but most did not respond. Comprehensive assessment of patient-derived CAR T cells to identify mechanisms of therapeutic success and failure has not been explored. We performed genomic, phenotypic and functional evaluations to identify determinants of response. Transcriptomic profiling revealed that CAR T cells from complete-responding patients with CLL were enriched in memory-related genes, including IL-6/STAT3 signatures, whereas T cells from nonresponders upregulated programs involved in effector differentiation, glycolysis, exhaustion and apoptosis. Sustained remission was associated with an elevated frequency of CD27+CD45RO–CD8+ T cells before CAR T cell generation, and these lymphocytes possessed memory-like characteristics. Highly functional CAR T cells from patients produced STAT3-related cytokines, and serum IL-6 correlated with CAR T cell expansion. IL-6/STAT3 blockade diminished CAR T cell proliferation. Furthermore, a mechanistically relevant population of CD27+PD-1–CD8+ CAR T cells expressing high levels of the IL-6 receptor predicts therapeutic response and is responsible for tumor control. These findings uncover new features of CAR T cell biology and underscore the potential of using pretreatment biomarkers of response to advance immunotherapies. An IL-6/STAT3 signature and memory CD8 T cell subset in preinfusion chimeric antigen receptor–expressing T cells associate with response in patients with high-risk chronic lymphocytic leukemia.

CRISPR takes first steps in humans CRISPR-Cas9 is a revolutionary gene-editing technology that offers the potential to treat diseases such as cancer, but the effects of CRISPR in patients are currently unknown. Stadtmauer et al. report a phase 1 clinical trial to assess the safety and feasibility of CRISPR-Cas9 gene editing in three patients with advanced cancer (see the Perspective by Hamilton and Doudna). They removed immune cells called T lymphocytes from patients and used CRISPR-Cas9 to disrupt three genes ( TRAC, TRBC , and PDCD1 ) with the goal of improving antitumor immunity. A cancer-targeting transgene, NY-ESO-1, was also introduced to recognize tumors. The engineered cells were administered to patients and were well tolerated, with durable engraftment observed for the study duration. These encouraging observations pave the way for future trials to study CRISPR-engineered cancer immunotherapies. Science , this issue p. eaba7365 ; see also p. 976

Carl June and colleagues report the results of a phase I/II trial of adoptively transferred engineered T cells in patients with advanced multiple myeloma. Despite recent therapeutic advances, multiple myeloma (MM) remains largely incurable. Here we report results of a phase I/II trial to evaluate the safety and activity of autologous T cells engineered to express an affinity-enhanced T cell receptor (TCR) recognizing a naturally processed peptide shared by the cancer-testis antigens NY-ESO-1 and LAGE-1. Twenty patients with antigen-positive MM received an average 2.4 × 109 engineered T cells 2 d after autologous stem cell transplant. Infusions were well tolerated without clinically apparent cytokine-release syndrome, despite high IL-6 levels. Engineered T cells expanded, persisted, trafficked to marrow and exhibited a cytotoxic phenotype. Persistence of engineered T cells in blood was inversely associated with NY-ESO-1 levels in the marrow. Disease progression was associated with loss of T cell persistence or antigen escape, in accordance with the expected mechanism of action of the transferred T cells. Encouraging clinical responses were observed in 16 of 20 patients (80%) with advanced disease, with a median progression-free survival of 19.1 months. NY-ESO-1–LAGE-1 TCR–engineered T cells were safe, trafficked to marrow and showed extended persistence that correlated with clinical activity against antigen-positive myeloma.

BACKGROUND. CAR T cells are a promising therapy for hematologic malignancies. B cell maturation antigen (BCMA) is a rational target in multiple myeloma (MM).

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.

Metastatic medullary thyroid cancer (MTC) is a rare but often aggressive thyroid malignancy with a 5-year survival rate of less than 40% and few effective therapeutic options. Adoptive T cell immunotherapy using chimeric antigen receptor (CAR)-modified T cells (CAR Ts) is showing encouraging results in the treatment of cancer, but development is challenged by the availability of suitable target antigens. We identified glial-derived neurotrophic factor (GDNF) family receptor alpha 4 (GFRα4) as a putative antigen target for CAR-based therapy of MTC. We show that GFRα4 is highly expressed in MTC, in parafollicular cells within the thyroid from which MTC originates, and in normal thymus. We isolated two single-chain variable fragments (scFvs) targeting GFRα4 isoforms a and b by antibody phage display. CARs bearing the CD3ζ and the CD137 costimulatory domains were constructed using these GFRα4-specific scFvs. GFRα4-specific CAR Ts trigger antigen-dependent cytotoxicity and cytokine production in vitro, and they are able to eliminate tumors derived from the MTC TT cell line in an immunodeficient mouse xenograft model of MTC. These data demonstrate the feasibility of targeting GFRα4 by CAR T and support this antigen as a promising target for adoptive T cell immunotherapy and other antibody-based therapies for MTC.

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.

7004 Background: A substantial proportion of patients (pts) with relapsed/refractory (R/R) non-Hodgkin lymphomas (NHL) will not derive a long-term benefit from the existing anti-CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cells. To enhance therapeutic efficacy, we have engineered huCART19-IL18, a 4 th generation 4-1BB anti-CD19 construct, armored with the ability to secrete the pro-inflammatory cytokine, IL-18. Methods: This is a first-in-human trial using huCART19-IL18 for CD19+ B-cell malignancies (NCT04684563). Expedited 3-day manufacturing is utilized to limit T-cell exhaustion. To be eligible for the NHL cohort, pts must be R/R to prior anti-CD19 CAR T cells if indicated by FDA label. Dose levels (DL) between 3x10 6 and 3x10 8 of huCART19-IL18+ cells are administered as a single IV infusion following lymphodepleting chemotherapy. Bridging therapy is optional. Responses are first assessed at 3 months (mo) using Lugano criteria. Results: As of January 20, 2024, 21 pts with CD19+ NHL were infused with huCART19-IL18. Characteristics include median age 64 yrs (47-74), 76% male, 9 (43%) DLBCL, 6 (29%) FL, 3 (14%) MCL, 2 (10%) tFL, 1 (5%) HGBCL. Median number of prior Rx was 7 (4-14) with 20 (95%) pts R/R to prior anti-CD19 CAR T cells. Manufacturing of DL5 (3x10 8 ) was not feasible due to inability to achieve the target dose in 4/6 (67%) pts assigned to DL5. 18 (86%) pts received bridging. 3 pts received DL1 (3x10 6 ), 4 pts DL2 (7x10 6 ), 1 pt non-defined dose (2.8x10 7 ), 6 pts DL3 (3x10 7 ), 5 pts DL4 (7x10 7 ), 2 pts DL5 (3x10 8 ). No study-related deaths occurred in 21 safety-evaluable pts. CRS occurred in 15 (71%) pts: G1 in 8 (38%), G2 in 4 (19%), G3 in 3 (14%). ICANS occurred in 3 (14%) pts: G1 in 2 (10%), G2 in 1 (5%). The most common G3 adverse events at least possibly related to huCART19-IL18 included fatigue (38%), hypotension (29%), and low fibrinogen (23%). 20 pts are efficacy evaluable with median (m) follow-up of 15 mo (3-31). The 3 mo ORR was 80% (90% CI: 60-93%), with CR 50% (90% CI: 30-70%) and PR 30% (90% CI: 14-51%). mDOR was 10 mo (5.5-NR). mPFS was 8.7 mo (90% CI 5-NR), and mOS was NR (90% CI 25 mo-NR). We detected continued persistence of huCART19-IL18 in pts with 24 mo follow-up. No correlation between cell dose and outcome was identified, but response rates and mean expansion (copies/µg gDNA) were higher in pts previously exposed to CD28 CAR than those who had prior 4-1BB CAR (Table). Conclusions: Treatment with huCART19-IL18 has an acceptable safety profile and produced durable remissions in heavily pre-treated pts with R/R NHL despite prior CAR T-cell therapy. The subtype of the preceding CAR product may influence the expansion and effectiveness of huCART19-IL18. Clinical trial information: NCT04684563 . [Table: see text]

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.