[go: up one dir, main page]

RU2808595C1 - Method of obtaining a culture of lymphocytes enriched in tumor-specific t-lymphocyte clones and cell cultures obtained using the specified method - Google Patents

Method of obtaining a culture of lymphocytes enriched in tumor-specific t-lymphocyte clones and cell cultures obtained using the specified method Download PDF

Info

Publication number
RU2808595C1
RU2808595C1 RU2022120473A RU2022120473A RU2808595C1 RU 2808595 C1 RU2808595 C1 RU 2808595C1 RU 2022120473 A RU2022120473 A RU 2022120473A RU 2022120473 A RU2022120473 A RU 2022120473A RU 2808595 C1 RU2808595 C1 RU 2808595C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tumor
lymphocytes
cultured
specific
tils
Prior art date
Application number
RU2022120473A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Александровна Брюшкова
Георгий Владимирович Шаронов
Сергей Анатольевич Лукьянов
Дмитрий Михайлович Чудаков
Екатерина Олеговна Серебровская
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России)
Application granted granted Critical
Publication of RU2808595C1 publication Critical patent/RU2808595C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to a method of obtaining a culture of lymphocytes enriched with tumor-specific clones of T-lymphocytes. The method involves the steps of isolating autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) from a patient suffering from solid cancer, autologous TILs are cultured in a medium containing IL-2 and at least one of agents selected from IL-21 and a signal transduction blocking antibody PD-1:PD-L1, determine the repertoire of nucleotide sequences of T-cell receptors using high-throughput sequencing, assess the degree of enrichment of cultured TILs with tumor-specific clones using bioinformatics analysis, which determines the presence of clusters of convergent variants of T-cell receptors in the repertoire.
EFFECT: invention is effective for large-scale expansion using known ex vivo expansion protocols and administration to a cancer patient during adoptive cell therapy.
18 cl, 7 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности, к области иммунотерапии раковых заболеваний, конкретно - к адоптивной Т-клеточной терапии. Более конкретно, настоящее изобретение обеспечивает способ получения культуры лимфоцитов, обогащенных опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов, которые затем могут быть использованы для масштабного выращивания с использованием известных протоколов экспансии ex vivo и введены пациенту, страдающему раком, при проведении адоптивной клеточной терапии (АКТ).The present invention relates to the field of medicine, in particular to the field of immunotherapy of cancer, specifically to adoptive T-cell therapy. More specifically, the present invention provides a method for producing a culture of lymphocytes enriched in tumor-specific T lymphocyte clones, which can then be scaled up using known ex vivo expansion protocols and administered to a cancer patient through adoptive cell therapy (ACT). .

Уровень техникиState of the art

Опухоли развивают различные механизмы уклонения от иммунного ответа, включая тканевую гипоксию, воспаление, создание иммуносупрессивного микроокружения, подавление презентации антигена, стимулирование инфильтрации регуляторными Т-лимфоцитами (Трег) и их пролиферации, а также индукцию дисфункции Т-лимфоцитов. Введение большого количества выращенных в условиях ex vivo аутологичных опухоль-реактивных Т-лимфоцитов - обычно после применения схем лечения, направленных на лимфодеплецию - представляет собой мощный терапевтический подход, который может преодолеть иммуносупрессивные механизмы, используемые опухолями. Клинические протоколы для таких терапевтических стратегий АКТ в настоящее время активно разрабатываются и используются для лечения пациентов (Dudley, М. Е. et al. Generation of tumor-infiltrating lymphocyte cultures for use in adoptive transfer therapy for melanoma patients. J. Immunother. 26, 332-342 (2003); Kelderman, S. et al. Antigen-specific TIL therapy for melanoma: A flexible platform for personalized cancer immunotherapy. Eur. J. Immunol. 46, 1351-1360 (2016); Rosenberg, S. A. & Restifo, N. P. Adoptive cell transfer as personalized immunotherapy for human cancer. Science 348, 62-68 (2015)).Tumors develop various mechanisms to evade the immune response, including tissue hypoxia, inflammation, creation of an immunosuppressive microenvironment, suppression of antigen presentation, stimulation of regulatory T cells (Treg) infiltration and proliferation, and induction of T cell dysfunction. Administration of large numbers of ex vivo cultured autologous tumor-reactive T lymphocytes—usually following treatment regimens aimed at lymphodepletion—is a powerful therapeutic approach that can overcome the immunosuppressive mechanisms used by tumors. Clinical protocols for such ACT therapeutic strategies are currently being actively developed and used to treat patients (Dudley, M. E. et al. Generation of tumor-infiltrating lymphocyte cultures for use in adoptive transfer therapy for melanoma patients. J. Immunother. 26, 332-342 (2003); Kelderman, S. et al. Antigen-specific TIL therapy for melanoma: A flexible platform for personalized cancer immunotherapy. Eur. J. Immunol. 46, 1351-1360 (2016); Rosenberg, S. A. & Restifo , N. P. Adoptive cell transfer as personalized immunotherapy for human cancer. Science 348, 62-68 (2015)).

АКТ является перспективным подходом к иммунотерапии рака, но ее эффективность принципиально зависит от степени обогащения трансплантата опухоль-специфичными Т-лимфоцитами. Современные способы обогащения популяции аутологичных культивированных лимфоцитов опухоль-реактивными Т-лимфоцитами основаны на идентификации специфических для пациента пептидных неоантигенов (антигенов, возникающих в результате мутаций, происходящих в опухолевых клетках), которые затем используются для функциональной характеристики и отбора культивируемых опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ОИЛ) (Yossef, R. et al. Enhanced detection of neoantigen-reactive T cells targeting unique and shared oncogenes for personalized cancer immunotherapy. JCI Insight 3, (2018); Leko, V. et al. Identification of Neoantigen-Reactive Tumor-Infiltrating Lymphocytes in Primary Bladder Cancer. J. Immunol. 202, 3458-3467 (2019)). При этом известно, что клетки опухоли на ранних этапах канцерогенеза по своему молекулярному составу практически неотличимы от клеток окружающей ткани, они не могут быть узнаны и уничтожены иммунной системой, являясь неиммуногенными. По мере роста опухоли за счет накопления мутаций в ДНК происходит образование так называемых неоантигенов, которые могут быть презентированы дендритными клетками Т-хелперам, являющимся активаторами специфического иммунитета к опухолям. Появление неоантигенов происходит с задержкой, что позволяет клеткам опухоли реализовать механизмы защиты от иммунной системы, в частности, создать микроокружение, которое ингибирует специфический противоопухолевый иммунитет.ACT is a promising approach to cancer immunotherapy, but its effectiveness fundamentally depends on the degree of enrichment of the graft with tumor-specific T lymphocytes. Current methods for enriching a population of autologous cultured lymphocytes with tumor-reactive T lymphocytes are based on the identification of patient-specific peptide neoantigens (antigens resulting from mutations occurring in tumor cells), which are then used for functional characterization and selection of cultured tumor-infiltrating lymphocytes (TILs). ) (Yossef, R. et al. Enhanced detection of neoantigen-reactive T cells targeting unique and shared oncogenes for personalized cancer immunotherapy. JCI Insight 3, (2018); Leko, V. et al. Identification of Neoantigen-Reactive Tumor-Infiltrating Lymphocytes in Primary Bladder Cancer J Immunol 202, 3458-3467 (2019). It is known that tumor cells in the early stages of carcinogenesis are practically indistinguishable in their molecular composition from the cells of the surrounding tissue; they cannot be recognized and destroyed by the immune system, being non-immunogenic. As the tumor grows, due to the accumulation of mutations in DNA, so-called neoantigens are formed, which can be presented by dendritic cells to T-helper cells, which are activators of specific immunity to tumors. The appearance of neoantigens occurs with a delay, which allows tumor cells to implement defense mechanisms against the immune system, in particular, to create a microenvironment that inhibits specific antitumor immunity.

Для целей идентификации опухоль-специфичных лимфоцитов могут быть использованы известные опухоль-ассоциированные антигены (ОАА). ОАА являются доступной альтернативой неоантигенам, поскольку идентификация уникальных неоантигенов является дорогостоящей, трудоемкой и функционально ограниченной с точки зрения спектров идентифицируемых антигенов процедурой. Также культивируемая аутологичная опухолевая ткань может использоваться в качестве источника антиген-специфического стимула (Seliktar-Ofir, S. et al. Selection of Shared and Neoantigen-Reactive T Cells for Adoptive Cell Therapy Based on CD137 Separation. Front. Immunol. 8, 1211 (2017)), причем для этих целей могут быть использованы как живые, так и лизированные опухолевые клетки (Gonzalez FE et al. Tumor cell lysates as immunogenic sources for cancer vaccine design. Hum Vaccin Immunother. 2014;10(11):3261-9).For the purpose of identifying tumor-specific lymphocytes, known tumor-associated antigens (TAAs) can be used. OAAs are an affordable alternative to neoantigens, since the identification of unique neoantigens is expensive, labor-intensive, and functionally limited in terms of the spectra of identified antigens. Also, cultured autologous tumor tissue can be used as a source of antigen-specific stimulus (Seliktar-Ofir, S. et al. Selection of Shared and Neoantigen-Reactive T Cells for Adoptive Cell Therapy Based on CD137 Separation. Front. Immunol. 8, 1211 ( 2017)), and both live and lysed tumor cells can be used for these purposes (Gonzalez FE et al. Tumor cell lysates as immunogenic sources for cancer vaccine design. Hum Vaccin Immunother. 2014;10(11):3261-9 ).

Некоторые поверхностные клеточные маркеры, такие как PD-1, CD39, CD69, CD103 или CD137, также могут быть полезными для выделения субпопуляции Т-лимфоцитов (обычно CD8+), которые обогащены клонально размноженными опухоль-реактивными Т-лимфоцитами (Gros, A. et al. PD-1 identifies the patient-specific CD8+ tumor-reactive repertoire infiltrating human tumors. J. Clin. Invest. 124, 2246-2259 (2014); Duhen, T. et al. Co-expression of CD39 and CD103 identifies tumor-reactive CD8 T cells in human solid tumors. Nat. Commun. 9,2724 (2018)), поэтому культивирование отобранных субпопуляций ОИЛ, таких как PD-1+ Т-лимфоциты, является одним из возможных вариантов.Certain cell surface markers, such as PD-1, CD39, CD69, CD103 or CD137, may also be useful in identifying a subset of T lymphocytes (usually CD8+) that are enriched in clonally expanded tumor-reactive T lymphocytes (Gros, A. et. al. PD-1 identifies the patient-specific CD8+ tumor-reactive repertoire infiltrating human tumors. J. Clin. Invest. 124, 2246-2259 (2014); Duhen, T. et al. Co-expression of CD39 and CD103 identifies tumor -reactive CD8 T cells in human solid tumors. Nat. Commun. 9,2724 (2018)), therefore culturing selected TIL subpopulations, such as PD-1 + T lymphocytes, is one of the possible options.

Однако во всех указанных выше сценариях необходим надежный метод, позволяющий оценить обогащение трансплантируемых клеток опухоль-специфичными Т-лимфоцитами. Известно, что развивающийся адаптивный иммунный ответ на различные патогены часто бывает представлен группами клонов Т-лимфоцитов с высоко гомологичными аминокислотными последовательностями Т-клеточных рецепторов (ТКР) (и соответствующими им кодирующими нуклеотидными последовательностями), которые распознают одни и те же эпитопы (Dash, Р. et al. Quantifiable predictive features define epitope-speciflc T cell receptor repertoires. Nature 547, 89-93 (2017); Glanville, J. et al. Identifying specificity groups in the T cell receptor repertoire. Nature 547, 94-98 (2017)). Гипотетически идентификация таких конвергентных кластеров ТКР может оказаться высокоэффективным подходом к идентификации клонотипов, принимающих участие в формировании противоопухолевого иммунного ответа.However, in all of the above scenarios, a reliable method is needed to assess the enrichment of transplanted cells with tumor-specific T lymphocytes. It is known that the developing adaptive immune response to various pathogens is often represented by groups of T-lymphocyte clones with highly homologous T-cell receptor (TCR) amino acid sequences (and their corresponding coding nucleotide sequences) that recognize the same epitopes (Dash, P Glanville, J. et al. Identifying specificity groups in the T cell receptor repertoire. Nature 547, 94-98 ( 2017)). Hypothetically, the identification of such convergent TCR clusters could be a highly effective approach to identifying clonotypes involved in the formation of an antitumor immune response.

Соответственно, в онкологии и, в частности, в области АКТ существует большая потребность как в оптимизации существующих способов обогащения, так и в способах оценки степени обогащения культивируемых ОИЛ аутологичными Т-лимфоцитами, специфичными в отношении опухолевых антигенов, для использования в протоколах АКТ.Accordingly, in oncology and in particular in the field of ACT, there is a great need for both optimization of existing enrichment methods and methods for assessing the extent to which cultured TILs can be enriched with autologous T lymphocytes specific for tumor antigens for use in ACT protocols.

Такие протоколы, известные как «протокол быстрой экспансии» (Rapid Expansion Protocol (REP)), описаны в Dudley et al., Science 2002, 298, 850-854; Dudley et al., J. Clin. Oncol., 2005, 23, 2346-2357; J. Clin. Oncol., 2008, 26, 5233-5239 и т.д. В качестве параметров приемлемости выращенных и размноженных в условиях ex vivo ОИЛ для инфузии пациенту для целей АКТ в указанных протоколах рассматривали показатели состава популяции ОИЛ (положительные по CD28, CD8 или CD4), а также числовые значения, характеризующие степень размноженности популяции и ее жизнеспособности.Such protocols, known as the Rapid Expansion Protocol (REP), are described in Dudley et al., Science 2002, 298, 850-854; Dudley et al., J. Clin. Oncol., 2005, 23, 2346-2357; J. Clin. Oncol., 2008, 26, 5233-5239, etc. The parameters of the composition of the TIL population (positive for CD28, CD8 or CD4), as well as numerical values characterizing the degree of population multiplication and its viability, were considered as parameters for the acceptability of TIL grown and propagated in ex vivo conditions for infusion into a patient for ACT purposes in these protocols.

Указанные протоколы страдают рядом недостатков. Так, в частности, возможность их широкой коммерциализации серьезно ограничена продолжительностью процесса, высокой стоимостью, проблемами стерильности. В связи с этим были разработаны протоколы, пригодные для коммерциализации в промышленном масштабе и отвечающие требованиям регуляторных органов в отношении возможности использования на людях-пациентах. К указанным протоколам в первую очередь относятся способы, разработанные компанией Iovance Biotherapeutics и описанные в патентах US 10420799, US 10639330, US 10918666, US 11273180.These protocols suffer from a number of shortcomings. Thus, in particular, the possibility of their widespread commercialization is seriously limited by the duration of the process, high cost, and sterility problems. In this regard, protocols have been developed that are suitable for commercialization on an industrial scale and meet regulatory requirements for use in human patients. These protocols primarily include methods developed by Iovance Biotherapeutics and described in patents US 10420799, US 10639330, US 10918666, US 11273180.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

В основу настоящего изобретения положена неожиданно обнаруженная авторами изобретения возможность эффективно идентифицировать опухоль-специфичные Т-лимфоциты посредством анализа репертуара Т-клеточных рецепторов ОИЛ с использованием методов биоинформатики, таких как, в частности, кластерный анализ последовательностей указанных рецепторов. Указанный подход позволяет: 1) выявлять присутствие опухоль-специфичных Т-лимфоцитов в пуле ОИЛ, 2) оптимизировать условия культивирования ОИЛ, и 3) определять на основе поверхностных маркеров обогащение свежевыделенных или подвергнутых повторной стимуляции ОИЛ опухоль-специфичными Т-лимфоцитами.The present invention is based on the unexpectedly discovered ability by the authors of the invention to effectively identify tumor-specific T lymphocytes by analyzing the repertoire of T-cell receptors of TIL using bioinformatics methods, such as, in particular, cluster analysis of the sequences of these receptors. This approach allows: 1) to detect the presence of tumor-specific T lymphocytes in the TIL pool, 2) to optimize the conditions for culturing TIL, and 3) to determine, on the basis of surface markers, the enrichment of freshly isolated or re-stimulated TIL with tumor-specific T lymphocytes.

Под ОИЛ лимфоцитами принято понимать популяцию лимфоцитов, которые мигрировали в опухолевую ткань. Клетки ОИЛ включают CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты, Th1 и Th17 CD4+ лимфоциты, естественные киллеры, дендритные клетки и M1 макрофаги, но не ограничиваются указанными клетками. Т-лимфоциты, инфильтрирующие опухоль,TIL lymphocytes are usually understood as a population of lymphocytes that migrated into the tumor tissue. TIL cells include, but are not limited to, CD8 + cytotoxic T lymphocytes, Th1 and Th17 CD4 + lymphocytes, natural killer cells, dendritic cells and M1 macrophages. T-lymphocytes infiltrating the tumor

обогащены поликлональными Т-клетками, обладающими разнообразной антигенной специфичностью. Так, например, известно, что меланома характеризуется высокой мутационной нагрузкой и высоко индивидуализированным набором неоантигенов. Культивирование ОИЛ в условиях ex vivo после извлечения фрагмента опухоли выводит ОИЛ из агрессивного микроокружения, имеющего место в опухоли, и уменьшает иммуносупрессивные эффекты, оказываемые регуляторными Т-клетками (Трег) интратуморально. Таким образом, культивирование аутологичных ОИЛ в условиях ex vivo позволяет не только сохранить весь уникальный спектр изначальной опухоль-реактивности Т-лимфоцитов, но и наращивать их во многократно увеличенном количестве, что делает возможным проведение АКТ путем последующего введения пациенту.enriched with polyclonal T cells with diverse antigen specificities. For example, it is known that melanoma is characterized by a high mutational load and a highly individualized set of neoantigens. Cultivation of TIL in ex vivo conditions after removal of a tumor fragment removes TIL from the aggressive microenvironment present in the tumor and reduces the immunosuppressive effects exerted by regulatory T cells ( Treg ) intratumorally. Thus, culturing autologous TILs in ex vivo conditions allows not only to preserve the entire unique spectrum of the original tumor-reactivity of T lymphocytes, but also to increase them in many times increased numbers, which makes it possible to carry out ACT through subsequent administration to the patient.

ОИЛ могут быть охарактеризованы биохимически или функционально, по их способности инфильтрировать опухоль и тем самым оказывать терапевтическое действие. С точки зрения биохимических характеристик ОИЛ в общем могут быть разделены на категории на основании экспрессии одного или более из следующих биомаркеров: CD4, CD8, ТКР αβ, CD27, CD28, CD56, CCR7, CD45Ra, CD95, CD137, PD-1, CD39, CD69, CD103 (Duhen Т et al. Co-expression of CD39 and CD103 identifies tumor-reactive CD8 T cells in human solid tumors. Nat Commun. 2018; 9(1):2724) и CD25 (Abd Hamid M et al. Self-Maintaining CD103+ Cancer-Specific T Cells Are Highly Energetic with Rapid Cytotoxic and Effector Responses. Cancer Immunol Res. 2020; 8(2):203-216; Draghi A et al. Rapid Identification of the Tumor-Specific Reactive TIL Repertoire via Combined Detection of CD137, TNF, and IFNγ, Following Recognition of Autologous Tumor-Antigens. Front Immunol. 2021; 12:705422).TILs can be characterized biochemically or functionally by their ability to infiltrate the tumor and thereby exert a therapeutic effect. In terms of biochemical characteristics, TILs can generally be categorized based on the expression of one or more of the following biomarkers: CD4, CD8, TCR αβ, CD27, CD28, CD56, CCR7, CD45Ra, CD95, CD137, PD-1, CD39, CD69, CD103 (Duhen T et al. Co-expression of CD39 and CD103 identifies tumor-reactive CD8 T cells in human solid tumors. Nat Commun. 2018; 9(1):2724) and CD25 (Abd Hamid M et al. Self -Maintaining CD103+ Cancer-Specific T Cells Are Highly Energetic with Rapid Cytotoxic and Effector Responses. Cancer Immunol Res. 2020;8(2):203-216; Draghi A et al. Rapid Identification of the Tumor-Specific Reactive TIL Repertoire via Combined Detection of CD137, TNF, and IFNγ, Following Recognition of Autologous Tumor Antigens. Front Immunol. 2021;12:705422).

Для выявления групп клонотипов ТКР, участвующих в противоопухолевом иммунном ответе, в настоящем изобретении предложено использовать кластерный анализ. Предложенный подход позволяет успешно идентифицировать известные ОАА-специфичные клонотипы ТКР среди репертуаров ОИЛ у пациентов с меланомой и HLA-A*02. Было обнаружено, что количество клонотипов в кластерах и доля общего репертуара ОИЛ, которая на них приходится, значительно возрастают после иммунотерапии с использованием антител против PD-1. Исследование содержания ТКР в подвергнутых сортировке CD4+ и CD8+ CD39+ PD1+ ОИЛ показало, что эти субпопуляции заметно обогащены кластерами ТКР, значительная часть которых образована опухоль-специфичными ТКР. Эти результаты послужили основанием для того, чтобы сфокусироваться на использовании CD39+PD1+ ОИЛ в АКТ рака. Кластерный анализ репертуара ТКР облегчает оптимизацию условий культивирования ОИЛ и позволяет оценить степень обогащения культивируемых донорских клеток и подвергнутых сортировке ОАА-активированных Т-лимфоцитов опухоль-специфичными Т-лимфоцитами.To identify groups of TCR clonotypes involved in the antitumor immune response, the present invention proposes to use cluster analysis. The proposed approach allows us to successfully identify known TAA-specific TCR clonotypes among the TCR repertoires in patients with melanoma and HLA-A*02. The number of clonotypes in clusters and the proportion of the total TIL repertoire they account for were found to increase significantly after immunotherapy using anti-PD-1 antibodies. A study of TCR content in sorted CD4 + and CD8 + CD39 + PD1 + TILs showed that these subpopulations are noticeably enriched in TCR clusters, a significant portion of which are formed by tumor-specific TCRs. These results provided the rationale to focus on the use of CD39 + PD1 + TILs in cancer ACT. Cluster analysis of the TCR repertoire facilitates the optimization of TIL culture conditions and allows one to assess the degree of enrichment of cultured donor cells and sorted TAA-activated T lymphocytes with tumor-specific T lymphocytes.

Использование кластерного анализа ТКР является мощным инструментом с возможностью практического применения в клинической АКТ.The use of TCR cluster analysis is a powerful tool with potential for practical application in clinical ACT.

Авторами настоящего изобретения обнаружено, что кластерный анализ гомологии Т-клеточных рецепторов (ТКР) эффективно идентифицирует опухоль-реактивные ТКР, позволяя: 1) обнаруживать их присутствие в пуле ОИЛ; 2) оптимизировать условия культивирования ОИЛ, при этом комбинация (низкий IL-2)/IL-21/анти-PD-1 демонстрирует повышенную эффективность; 3) исследовать обогащение на основе поверхностных маркеров Т-лимфоцитов, нацеленных на опухоль, в свежевыделенных ОИЛ (обогащение подтверждено для субпопуляций CD4+ и CD8+ PD-1+/CD39+) или повторно стимулированных ОИЛ (информирует об обогащении в 4-1ВВ-сортированных клетках (CD137+ клетках)).The authors of the present invention have discovered that homology cluster analysis of T-cell receptors (TCRs) effectively identifies tumor-reactive TCRs, allowing: 1) to detect their presence in the TIL pool; 2) optimize TIL culture conditions, with the combination (low IL-2)/IL-21/anti-PD-1 demonstrating increased efficiency; 3) examine enrichment based on surface markers of tumor-targeting T cells in freshly isolated TIL (enrichment confirmed for CD4 + and CD8 + PD-1 + /CD39 + subsets) or restimulated TIL (indicates enrichment in 4-1BB- sorted cells (CD137 + cells)).

Противоопухолевый иммунный ответ, как и иммунный ответ на любой «чужой» антиген/патоген, включает в себя адаптивный и врожденный компоненты. Для адаптивного иммунного ответа, развивающегося при вакцинации или при инфекционном заболевании, характерна экспансия множества вариантов ТКР, среди которых отсутствует четко выраженное доминирование отдельных вариантов над остальными. Для ОИЛ до настоящего времени подобного анализа не проводилось. Соответственно, обнаружение того, что при помощи настоящего изобретения, включающего кластерный анализ репертуара последовательностей ТКР из ОИЛ, можно выявлять противоопухолевый иммунный ответ на начальных этапах его развития; того, что кластеры гомологичных последовательностей можно обнаружить именно среди ОИЛ; а также того, что кластеры обогащены именно опухоль-реактивными ТКР, представляется неожиданным.The antitumor immune response, like the immune response to any “foreign” antigen/pathogen, includes adaptive and innate components. The adaptive immune response that develops during vaccination or during an infectious disease is characterized by the expansion of many TCR variants, among which there is no clearly defined dominance of individual variants over the rest. To date, such an analysis has not been carried out for TIL. Accordingly, the discovery that using the present invention, including cluster analysis of the TCR sequence repertoire from TIL, it is possible to detect the antitumor immune response at the initial stages of its development; the fact that clusters of homologous sequences can be found precisely among TILs; and also the fact that the clusters are enriched specifically with tumor-reactive TCRs seems unexpected.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в упрощении способа оценки степени обогащенности культуры ОИЛ опухоль-реактивными клонами Т-лимфоцитов. Также, технический результат заключается в получении культуры ОИЛ, обогащенной опухоль-реактивными клонами Т-лимфоцитов.The technical result achieved by implementing the invention is to simplify the method for assessing the degree of enrichment of a TIL culture with tumor-reactive T-lymphocyte clones. Also, the technical result consists in obtaining a TIL culture enriched with tumor-reactive T-lymphocyte clones.

В своем первом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения культуры ОИЛ, обогащенных опухоль-специфичными клонами, включающему стадии, на которых выделяют аутологичные ОИЛ пациента, страдающего солидным раком; аутологичные ОИЛ культивируют в среде, содержащей IL-2 и по меньшей мере один из агентов, выбранных из IL-21 и антитела, блокирующего передачу сигнала PD-1:PD-L1; проводят определение репертуаров нуклеотидных последовательностей Т-клеточных рецепторов с использованием высокопроизводительного секвенирования; оценивают степень обогащения культивированных ОИЛ опухоль-специфичными клонами с использованием биоинформатического анализа, определяющего присутствие в репертуаре кластеров конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.In its first aspect, the present invention relates to a method for producing a culture of TILs enriched in tumor-specific clones, comprising the steps of isolating autologous TILs from a patient suffering from solid cancer; autologous TILs are cultured in a medium containing IL-2 and at least one of agents selected from IL-21 and an antibody that blocks PD-1:PD-L1 signaling; determine repertoires of nucleotide sequences of T-cell receptors using high-throughput sequencing; assess the degree of enrichment of cultured TILs with tumor-specific clones using bioinformatics analysis that determines the presence of clusters of convergent T-cell receptor variants in the repertoire.

В одном из воплощений способа конвергентными вариантами Т-клеточных рецепторов являются варианты Т-клеточных рецепторов, характеризующиеся гомологичными аминокислотнымиIn one embodiment of the method, convergent variants of T-cell receptors are variants of T-cell receptors characterized by homologous amino acids

последовательностями, содержащими не более чем 3 отличия, представляющих собой аминокислотные замены, и/или инсерции, и/или делеции.sequences containing no more than 3 differences, representing amino acid substitutions and/or insertions and/or deletions.

Еще в одном из воплощений способа степень обогащения опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов характеризуется долей репертуара Т-клеточных рецепторов, занятой клонами Т-клеточных рецепторов, принадлежащих кластерам конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.In yet another embodiment of the method, the degree of enrichment of tumor-specific T-lymphocyte clones is characterized by the proportion of the T-cell receptor repertoire occupied by T-cell receptor clones belonging to clusters of convergent T-cell receptor variants.

В следующем воплощении способа степень обогащения опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов характеризуется количеством клонотипов Т-клеточных рецепторов, принадлежащих кластерам конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.In the next embodiment of the method, the degree of enrichment of tumor-specific T-lymphocyte clones is characterized by the number of T-cell receptor clonotypes belonging to clusters of convergent T-cell receptor variants.

Еще в одном из воплощений способа на стадии культивирования аутологичные лимфоциты культивируют в среде, содержащей IL-2, IL-21 и антитело, блокирующее передачу сигнала PD-1:PD-L1. В предпочтительном воплощении способа антитело, блокирующее передачу сигнала PD-1:PD-L1, представляет собой ниволумаб.In yet another embodiment of the method, at the culture stage, autologous lymphocytes are cultured in a medium containing IL-2, IL-21 and an antibody that blocks PD-1:PD-L1 signaling. In a preferred embodiment of the method, the antibody that blocks PD-1:PD-L1 signaling is nivolumab.

В следующем воплощении способа аутологичные лимфоциты получают из опухолевого материала пациента, полученного в ходе операции.In a further embodiment of the method, autologous lymphocytes are obtained from the patient's tumor material obtained during surgery.

В еще одном воплощении способа аутологичные лимфоциты получают из крови пациента.In yet another embodiment of the method, autologous lymphocytes are obtained from the patient's blood.

В одном из воплощений способа солидный рак выбран из группы, включающей: меланому, рак легкого, рак головы и шеи, рак мочевого пузыря, рак яичника, рак молочной железы, рак поджелудочной железы.In one embodiment of the method, the solid cancer is selected from the group consisting of: melanoma, lung cancer, head and neck cancer, bladder cancer, ovarian cancer, breast cancer, pancreatic cancer.

В одном из воплощений способ дополнительно включает стадию, на которой из аутологичных лимфоцитов, выделенных из пациента, предварительно выделяют фракцию, обогащенную лимфоцитами, несущими по меньшей мере один поверхностный маркер, выбранный из группы, включающей PD-1, CD39, CD137. В предпочтительном воплощении указанная фракция обогащена лимфоцитами, несущими поверхностные маркеры PD1 и/или CD39.In one embodiment, the method further includes the step of pre-isolating from autologous lymphocytes isolated from the patient a fraction enriched in lymphocytes bearing at least one surface marker selected from the group consisting of PD-1, CD39, CD137. In a preferred embodiment, said fraction is enriched in lymphocytes bearing the surface markers PD1 and/or CD39.

В одном из воплощений способа среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит опухолевые клетки и/или по меньшей мере один продукт их переработки.In one embodiment of the method, the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains tumor cells and/or at least one product of their processing.

В одном из воплощений способа среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит по меньшей мере один опухоль-ассоциированный антиген.In one embodiment of the method, the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains at least one tumor-associated antigen.

В еще одном из воплощений способа среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит по меньшей мере один опухолевый неоантиген. В предпочтительном воплощении указанный по меньшей мере один опухолевый неоантиген содержит по меньшей мере одну драйверную мутацию.In yet another embodiment of the method, the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains at least one tumor neoantigen. In a preferred embodiment, said at least one tumor neoantigen contains at least one driver mutation.

В еще одном из воплощений способа культивированные лимфоциты дополнительно обогащают опухоль-специфичными вариантами путем активации в присутствии по меньшей мере одного опухолевого антигена и последующего обогащения с использованием по меньшей мере одного маркера активации Т-лимфоцитов.In yet another embodiment of the method, cultured lymphocytes are further enriched for tumor-specific variants by activation in the presence of at least one tumor antigen and subsequent enrichment using at least one T-lymphocyte activation marker.

Наконец еще в одном из воплощений способа полученную культуру используют в протоколе ex-vivo экспансии. В предпочтительном воплощении культуру, оптимальную для последующего использования в протоколе ex vivo экспансии, выбирают по результатам оценки степени обогащения культивированных ОИЛ опухоль-специфичными клонами с использованием биоинформатического анализа.Finally, in yet another embodiment of the method, the resulting culture is used in an ex-vivo expansion protocol. In a preferred embodiment, the optimal culture for subsequent use in the ex vivo expansion protocol is selected based on the results of assessing the degree of enrichment of cultured TILs with tumor-specific clones using bioinformatics analysis.

В своем следующем аспекте настоящее изобретение относится к культуре ОИЛ, обогащенных опухоль-специфичными клонами, полученной способом настоящего изобретения.In its next aspect, the present invention relates to a culture of TIL enriched in tumor-specific clones obtained by the method of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фиг. 1. Кластеры ТКР из лимфоцитов, инфильтрирующих меланому, до и после иммунотерапии. А, Б. Нормализованное количество клонотипов в кластерах ТКРβ (нормализованные ALICE-хиты) из образцов метастатической меланомы до и после анти-PD-l терапии, описанных в ссылках Riaz, N. et al. Tumor and Microenvironment Evolution during Immunotherapy with Nivolumab. Cell 171, 934-949.e16 (2017) (А) и Tumeh, P. C. et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature 515, 568-571 (2014). (Б). В. Доля ТКР, специфичных к ОАА, совпадающих с представленными в базе данных VDJdb, в пределах всего репертуара (всего) и в пределах клонотипов в кластерах (среди хитов) у пациентов по крайней мере с одним кластером, совпадающим с VDJdb (N=8 пациентов), из двух наборов данных, приведенных в указанных выше ссылках. N - число пациентов. Данные анализировали с использованием парного критерия Стьюдента (t-тест) (А) или критерия Вилкоксона (Б, В).Fig. 1. TCR clusters from lymphocytes infiltrating melanoma before and after immunotherapy. A, B. Normalized number of clonotypes in TKRβ clusters (normalized ALICE hits) from metastatic melanoma samples before and after anti-PD-1 therapy described in references Riaz, N. et al. Tumor and Microenvironment Evolution during Immunotherapy with Nivolumab. Cell 171, 934-949.e16 (2017) (A) and Tumeh, P. C. et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature 515, 568-571 (2014). (B). B. Proportion of OAA-specific TCRs matching those presented in the VDJdb database, within the entire repertoire (total) and within clonotypes in clusters (among hits) in patients with at least one cluster matching with VDJdb (N=8 patients) from the two data sets provided in the above references. N is the number of patients. Data were analyzed using paired Student's t test (A) or Wilcoxon test (B, C).

Фиг 2. Кластеры ТКРβ из образца от пациента pt44 (из группы полного/частичного ответа на проводимое лечение, ссылка Riaz, N. et al., 2014 (см. выше)]). А. Число и размер кластеров до и после терапии. Одна точка на графике соответствует одному кластеру. Б. Кластеры ТКРβ Кластеры ОАА-специфичных клонотипов, совпадающих с VDJdb, показаны серым цветом.Figure 2. TCRβ clusters from a sample from patient pt44 (from the complete/partial response group, reference Riaz, N. et al., 2014 (see above)]). A. Number and size of clusters before and after therapy. One point on the graph corresponds to one cluster. B. TKRβ clusters Clusters of OAA-specific clonotypes matching VDJdb are shown in gray.

Фиг. 3. Анализ репертуара ТКРβ для CD8+ (А, В, Д)) и CD4+ (Б, Г, Е) субпопуляций DP и не-DP ОИЛ, полученных сортировкой из метастатических лимфатических узлов восьми больных меланомой. А, Б. Клональность репертуара, рассчитанная как [1-нормализованный индекс Шеннона-Винера]. В, Г. Нормализованное количество клонотипов в кластерах (нормализованные ALICE-хиты). Д, Е. Суммарная частота клонотипов в кластерах). Парный критерий Стьюдента (t-тест). * - р<0,05, ** - р<0,01, **** - р<0,0001.Fig. 3. Analysis of the TCRβ repertoire for CD8 + (A, C, E)) and CD4 + (B, D, F) subpopulations of DP and non-DP TIL obtained by sorting from metastatic lymph nodes of eight melanoma patients. A, B. Repertoire clonality calculated as [1-normalized Shannon-Wiener index]. B, D. Normalized number of clonotypes in clusters (normalized ALICE hits). D, E. Total frequency of clonotypes in clusters). Paired Student's t test (t-test). * - p<0.05, ** - p<0.01, **** - p<0.0001.

Фиг. 4. Кластеры ТКРβ идентифицированные в репертуаре, полученном из свежезамороженной опухолевой ткани (СОТ), а также из отсортированных CD8+ DP и не-DP ОИЛ для пациента mp26 (HLA-A*02). А. Распределение ТКРβ по кластерам в зависимости от опухоль-реактивности. Серым цветом показаны ОАА-специфичные кластеры, совпадающие с VDJdb; черным - кластеры с неидентифицированной специфичностью. Б. Распределение ТКРβ по кластерам в зависимости от двойной позитивности по маркерам CD39 и PD1 (DP). Серым цветом показаны DP кластеры, черным -прочие.Fig. 4. TCRβ clusters identified in the repertoire obtained from fresh frozen tumor tissue (FTT), as well as from sorted CD8 + DP and non-DP TIL for patient mp26 (HLA-A*02). A. Distribution of TCRβ by clusters depending on tumor reactivity. OAA-specific clusters matching VDJdb are shown in gray; black - clusters with unidentified specificity. B. Distribution of TCRβ into clusters depending on double positivity for CD39 and PD1 (DP) markers. DP clusters are shown in gray, other clusters in black.

Фиг. 5. Кластеры ТКР в CD39+ PD1+ ОИЛ. А. Суммарная частота ОАА-специфичных клонотипов, совпадающих с VDJdb, в репертуарах CD8+ DP, CD8+ не-DP и СОТ ТКРβ пациента mp26. Б. Суммарная частота ОАА-специфичных клонотипов, совпадающих с VDJdb, в кластерах в репертуарах CD8+ DP, CD8+ не-DP и СОТ TKPJ3 пациента тр26. Однофакторный дисперсионный анализ с коррекцией множественных сравнений по Бонферрони. В. Доля клеток CD137+ (4-1ВВ+) среди CD8+ Т-лимфоцитов в DP и не-DP ОИЛ из пациента mp26, которые культивировали и повторно стимулировали с помощью нагруженных ОАА (ОАА) или контрольных (контроль) дендритных клеток. Столбики, закрашенные серым, относятся к CD8+ DP. Незакрашенные столбики относятся к CD8+ не-DP. Г. Доля ОАА-специфичных клонотипов, совпадающих с VDJdb, в отсортированных CD137+ CD8+ Т-клетках в DP и не-DP ОИЛ из пациента mp26, которые культивировали и повторно стимулировали с помощью нагруженных ОАА (ОАА-стимуляция) или контрольных (контроль) дендритных клеток. Парный критерий Стьюдента (t-тест). * - р<0,05, ** - р<0,01, **** - р<0,0001.Fig. 5. TCR clusters in CD39 + PD1 + TIL. A. Cumulative frequency of OAA-specific clonotypes matching VDJdb in the CD8 + DP, CD8 + non-DP and COT TCRβ repertoires of patient mp26. B. Cumulative frequency of OAA-specific clonotypes matching VDJdb in clusters in the CD8 + DP, CD8 + non-DP and COT TKPJ3 repertoires of patient TP26. One-way analysis of variance with Bonferroni correction for multiple comparisons. B. Proportion of CD137 + cells (4-1BB + ) among CD8 + T lymphocytes in DP and non-DP TILs from patient mp26 that were cultured and restimulated with OAA-loaded (TAA) or control (control) dendritic cells. Bars shaded in gray refer to CD8 + DP. Open bars refer to CD8 + non-DP. D. Proportion of TAA-specific clonotypes matching VDJdb in sorted CD137 + CD8 + T cells in DP and non-DP TILs from patient mp26 that were cultured and restimulated with TAA-loaded (TAA-stimulated) or control (control ) dendritic cells. Paired Student's t test (t-test). * - p<0.05, ** - p<0.01, **** - p<0.0001.

Фиг. 6. Влияние условий культивирования на ОИЛ и кластеры ТКР. Анализ репертуара ТКРβ для ОИЛ пациента mp26, культивируемых в четырех различных условиях. Черным цветом показаны кластеры клонотипов со специфичностью в отношении ОАА, определенной на основании VDJdb. Серым цветом - кластеры клонотипов с неидентифицированной или иной специфичностью.Fig. 6. Influence of cultivation conditions on TIL and TCR clusters. Analysis of the TCRβ repertoire for patient mp26 TILs cultured under four different conditions. Clusters of clonotypes with TAA specificity determined based on VDJdb are shown in black. Gray color indicates clusters of clonotypes with unidentified or other specificity.

Фиг. 7. Анализ репертуара ТКРβ для ОИЛ пациента тр26, культивируемых в четырех различных условиях. А. Нормализованное количество клонотипов в кластерах ТКРβ (нормализованные ALICE-хиты). Б. Суммарная частота Melan-A-специфичных кластеров ТКРβ. В. Число клонотипов из DP-фракции. Г. Число клеток, в % от числа клеток, полученных в условиях культивирования y1 (высокий IL-2). Данные, представленные на панелях А, Б и Г, анализировали методом однофакторного дисперсионного анализа с поправкой множественных сравнений Бонферрони, причем для каждого из условий культивирования сравнение проводили с условиями культивирования IL-21/(низкий IL-2)/анти-PD-1. Данные на панели (В) анализировали с помощью критерия Краскела-Уоллиса, критерия множественного сравнения Дьюнна, причем каждую группу сравнивали с условиями культивирования IL-21/(низкий IL-2)/анти-PD-1. * - р=1,2⋅10-2, ** -р=1,7⋅10-3, **** - р<10-4. Сокращения: СОТ - свежезамороженная опухолевая ткань. Условия культивирования: y1 - (высокий IL-2); у2 - IL-21, (низкий IL-2); у3 - Ниволумаб, IL-21, (низкий IL-2); у4 - IFNγ, Ниволумаб, IL-21, (низкий IL-2).Fig. 7. Analysis of the TCRβ repertoire for TILs from patient tr26 cultured under four different conditions. A. Normalized number of clonotypes in TKRβ clusters (normalized ALICE hits). B. Cumulative frequency of Melan-A-specific TCRβ clusters. B. Number of clonotypes from the DP fraction. D. Number of cells, % of the number of cells obtained under culture conditions y1 (high IL-2). Data presented in panels A, B, and D were analyzed by one-way ANOVA with Bonferroni correction for multiple comparisons, with each culture condition compared with the IL-21/(low IL-2)/anti-PD-1 culture conditions. Data in panel (B) were analyzed using the Kruskal-Wallis test, Dunne's multiple comparison test, with each group compared to IL-21/(low IL-2)/anti-PD-1 culture conditions. * - р=1.2⋅10 -2 , ** -р=1.7⋅10 -3 , **** - р<10 -4 . Abbreviations: SOT - fresh frozen tumor tissue. Cultivation conditions: y1 - (high IL-2); y2 - IL-21, (low IL-2); y3 - Nivolumab, IL-21, (low IL-2); y4 - IFNγ, Nivolumab, IL-21, (low IL-2).

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

ОпределенияDefinitions

Под «солидными опухолями» вообще понимаются аномальные тканевые массы, которые обычно не содержат цист или жидких областей. Солидные опухоли могут быть как доброкачественными, так и злокачественными. Термин «солидный рак» означает злокачественные (раковые) солидные опухоли. Солидные раки включают, но не ограничиваются перечисленным, саркомы, карциномы и лимфомы, включая рак легких, рак груди, рак простаты, рак толстого кишечника, рак прямой кишки, и рак мочевого пузыря, меланому. В некоторых воплощениях рак выбран из рака шейки матки, рака головы и шеи (включая, например, плоскоклеточную карциному головы и шеи (HNSCC)), глиобластомы, рака яичников, саркомы, рака поджелудочной железы, рака мочевого пузыря, рака груди, тройного негативного рака груди и немелкоклеточной карциномы легких, меланомы. Общим для структуры ткани всех солидных раков является то, что она содержит взаимозависимые тканевые компартменты, включая паренхиму (раковые клетки) и поддерживающие стромальные клетки, которые могут обеспечивать поддерживающее микроокружение, среди которых распределены раковые клетки.“Solid tumors” generally refer to abnormal tissue masses that usually do not contain cysts or fluid areas. Solid tumors can be either benign or malignant. The term "solid cancer" means malignant (cancerous) solid tumors. Solid cancers include, but are not limited to, sarcomas, carcinomas and lymphomas, including lung cancer, breast cancer, prostate cancer, colon cancer, rectal cancer, and bladder cancer, melanoma. In some embodiments, the cancer is selected from cervical cancer, head and neck cancer (including, for example, head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC)), glioblastoma, ovarian cancer, sarcoma, pancreatic cancer, bladder cancer, breast cancer, triple negative cancer breast and non-small cell lung carcinoma, melanoma. What is common to the tissue structure of all solid cancers is that it contains interdependent tissue compartments, including parenchyma (cancer cells) and supporting stromal cells, which can provide a supportive microenvironment among which the cancer cells are distributed.

Под "белком программируемой смерти 1 (PD-1)" понимается член костимуляторного семейства генов CD28, умеренно экспрессируется на наивных Т-, В- и NKT-клетках и повышающе регулируется передачей сигнала через Т/В-клеточные рецепторы на лимфоцитах, моноцитах и миелоидных клетках. PD-1 имеет два известных лиганда с различными профилями экспрессии, PD-L1 и PD-L2. Экспрессия PD-L2 относительно ограничена, тогда как PD-L1 экспрессируется более широко, включая экспрессию на наивных лимфоцитах, и его экспрессия индуцируется на активированных В- и Т-клетках, моноцитах и дендритных клетках. PD-1 рассматривают как важный элемент в иммунной регуляции и поддержании периферической толерантности. Показано, что у мыши для этого необходима экспрессия PD-L1 в периферических тканях и связывание с PD-1 на потенциально аутореактивных Т-клетках для негативной модуляции активации Т-клеток, включающей последовательность ITIM в цитоплазматическом домене PD-1.“Programmed death protein 1 (PD-1)” is a member of the CD28 costimulatory gene family, is moderately expressed on naïve T, B and NKT cells and is up-regulated by T/B cell receptor signaling on lymphocytes, monocytes and myeloid cells. cells. PD-1 has two known ligands with different expression profiles, PD-L1 and PD-L2. The expression of PD-L2 is relatively limited, whereas PD-L1 is expressed more widely, including expression on naive lymphocytes, and its expression is induced on activated B and T cells, monocytes and dendritic cells. PD-1 is considered an important element in immune regulation and maintenance of peripheral tolerance. In the mouse, this has been shown to require PD-L1 expression in peripheral tissues and binding to PD-1 on potentially autoreactive T cells to negatively modulate T cell activation involving the ITIM sequence in the cytoplasmic domain of PD-1.

Обнаружено, что в злокачественных новообразованиях человека, возникающих в различных тканях, гиперэкспрессируются PD-L1 или PD-L2. На больших наборах образцов, например, рака яичника, почек, колоректального рака, рака поджелудочной железы, печени и меланомы, показано, что экспрессия PD-L1 коррелирует с неблагоприятным прогнозом и сниженной общей выживаемостью независимо от последующего лечения. Аналогично, обнаруживали, что экспрессия PD-1 на инфильтрирующих опухоль лимфоцитах является признаком дисфункциональных Т-клеток при раке молочной железы и меланоме и коррелирует с неблагоприятным прогнозом при раке почки. С использованием первичных образцов пациентов показано, что блокада PD-1 или PD-L1 in vitro приводит к повышению опухолеспецифичной активации Т-клеток человека и продукции цитокинов. Так, в нескольких моделях опухолей сингенных мышей блокада PD-1 или PD-L1 значительно ингибировала рост опухоли или индуцировала полную регрессию. В общем, путь PD-1/PD-L1 является хорошо проверенной мишенью для разработки терапевтических средств на основе антител для лечения злокачественных опухолей.Human malignancies arising in various tissues have been found to overexpress PD-L1 or PD-L2. In large sample sets of, for example, ovarian, kidney, colorectal, pancreatic, liver, and melanoma cancers, PD-L1 expression has been shown to correlate with poor prognosis and reduced overall survival, regardless of subsequent treatment. Similarly, PD-1 expression on tumor-infiltrating lymphocytes has been found to be a hallmark of dysfunctional T cells in breast cancer and melanoma and correlates with poor prognosis in kidney cancer. Using primary patient samples, it was shown that blockade of PD-1 or PD-L1 in vitro leads to increased tumor-specific human T cell activation and cytokine production. Thus, in several syngeneic mouse tumor models, blockade of PD-1 or PD-L1 significantly inhibited tumor growth or induced complete regression. In general, the PD-1/PD-L1 pathway is a well-validated target for the development of antibody-based therapeutics for the treatment of malignancies.

Для целей настоящего изобретения в качестве агентов, блокирующих путь PD-1/PD-L1, могут быть использованы различные средства. В частности, предпочтительными являются моноклональные антитела, блокирующие PD-1, такие как ниволумаб (Bristol-Myers Squibb, США) или пембролизумаб (Merck Sharp and Dohme, США), выпускаемый в виде лекарственного препарата Keytruda. Также может быть использован препарат атезолизумаб, блокирующий PD-L1, выпускаемый в виде лекарственного препарата Tecentriq.For the purposes of the present invention, various agents can be used as agents that block the PD-1/PD-L1 pathway. In particular, PD-1 blocking monoclonal antibodies such as nivolumab (Bristol-Myers Squibb, USA) or pembrolizumab (Merck Sharp and Dohme, USA) marketed as Keytruda are preferred. The PD-L1 blocking drug atezolizumab, marketed as Tecentriq, may also be used.

В данном изобретении выражение «конвергентные варианты Т-клеточных рецепторов» может быть использовано для обозначения вариантов Т-клеточных рецепторов, характеризующихся гомологичными аминокислотными последовательностями, содержащими не более трех отличий, заключающихся в аминокислотных заменах, инсерциях или делениях.In this invention, the expression “convergent T cell receptor variants” can be used to refer to T cell receptor variants characterized by homologous amino acid sequences containing no more than three differences in amino acid substitutions, insertions or deletions.

Термин «драйверная мутация» в настоящем изобретении означает такое изменение в последовательности ДНК (мутация), которое превращает нормальную клетку в раковую клетку и позволяет такой клетке расти и распространяться в организме.The term "driver mutation" as used herein means a change in DNA sequence (mutation) that turns a normal cell into a cancer cell and allows such cell to grow and spread in the body.

Интерлейкин-2 (IL-2) представляет собой фактор роста Т-лимфоцитов и включает в себя все формы интерлейкина-2, в том числе человеческого и животного происхождения, варианты с консервативными аминокислотными заменами, гликоформы, а также биоаналоги доступных на коммерческой основе препаратов IL-2. В частности, полезными для целей настоящего изобретения могут быть рекомбинантные формы человеческого интерлейкина-2, такие как алдеслейкин, коммерчески доступный от ряда производителей под названием Пролейкин (Proleukin). Алдеслейкин (дез-аланил-1, серии-125 человеческий IL-2) представляет собой негликозилированную форму рекомбинантного человеческого IL-2 с молекулярной массой около 12 кДа. Также полезными для целей настоящего изобретения могут быть рекомбинантная форма IL-2, производимая компанией CellGenics, Inc. (Portsmouth, NH, USA) (CELLGRO GMP) или компанией ProSpec-tany TechnoGene Ltd. (East Brunswick, NJ, USA). Термин IL-2 также включает различные ПЭГ-илированные формы IL-2, например, коммерчески доступные от Nektar Therapeutics (South San Francisco, CA, USA) или описанные в US 2014/0328791 A1 или WO 2012/065086 A1. В частности, для целей настоящего изобретения может быть использован препарат Ронколейкин, выпускаемый ООО «НПК «Биотех», Россия.Interleukin-2 (IL-2) is a T-lymphocyte growth factor and includes all forms of interleukin-2, including human and animal origin, variants with conservative amino acid substitutions, glycoforms, and biosimilars of commercially available IL drugs -2. In particular, recombinant forms of human interleukin-2 may be useful for the purposes of the present invention, such as aldesleukin, commercially available from a number of manufacturers under the name Proleukin. Aldesleukin (des-alanyl-1, series-125 human IL-2) is a non-glycosylated form of recombinant human IL-2 with a molecular weight of approximately 12 kDa. Also useful for the purposes of the present invention is a recombinant form of IL-2 available from CellGenics, Inc. (Portsmouth, NH, USA) (CELLGRO GMP) or ProSpec-tany TechnoGene Ltd. (East Brunswick, NJ, USA). The term IL-2 also includes various PEGylated forms of IL-2, for example, those commercially available from Nektar Therapeutics (South San Francisco, CA, USA) or described in US 2014/0328791 A1 or WO 2012/065086 A1. In particular, for the purposes of the present invention, the drug Roncoleukin, produced by LLC NPK Biotech, Russia, can be used.

Интерлейкин-21 (IL-21) представляет собой плейотропный белок-цитокин, и включает в себя все формы интерлейкина-21, в том числе человеческого и животного происхождения, варианты с консервативными аминокислотными заменами, гликоформы, а также биоаналоги доступных на коммерческой основе препаратов IL-21. IL-21 продуцируется главным образом Т-лимфоцитами - натуральными киллерами и активированными CD4+ Т-лимфоцитами. Рекомбинантный человеческий IL-21 состоит из одной негликозилированной полипептидной цепи, содержащей 132 аминокислотных остатка, с молекулярной массой около 15,4 кДа. Рекомбинантный человеческий IL-21 доступен от целого ряда производителей, в том числе от компании ProSpec-tany TechnoGene Ltd. (East Brunswick, NJ, USA) и Thermo Fisher Scientific Inc. (Waltham, MA, USA). В частности, для целей настоящего изобретения может быть использован препарат IL-21, выпускаемый компанией ООО «СайСторЛаб», Россия.Interleukin-21 (IL-21) is a pleiotropic cytokine protein and includes all forms of interleukin-21, including human and animal origin, variants with conservative amino acid substitutions, glycoforms, as well as biosimilars of commercially available IL drugs -21. IL-21 is produced primarily by natural killer T cells and activated CD4 + T cells. Recombinant human IL-21 consists of a single non-glycosylated polypeptide chain containing 132 amino acid residues with a molecular weight of approximately 15.4 kDa. Recombinant human IL-21 is available from a number of manufacturers, including ProSpec-tany TechnoGene Ltd. (East Brunswick, NJ, USA) and Thermo Fisher Scientific Inc. (Waltham, MA, USA). In particular, for the purposes of the present invention, the drug IL-21, produced by CyStorLab LLC, Russia, can be used.

Для выделения геномной ДНК или РНК могут быть использованы любые методы, хорошо известные специалисту в данной области техники. В частности, могут быть использованы методы, описанные в Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., (1989), а также коммерчески доступные наборы для выделения нуклеиновых кислот, такие как DNeasy или RNeasy (Qiagen, Германия) или их аналоги.Any methods well known to one skilled in the art can be used to isolate genomic DNA or RNA. In particular, the methods described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition can be used. Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY, (1989), as well as commercially available nucleic acid isolation kits such as DNeasy or RNeasy (Qiagen, Germany) or equivalents.

Образцы РНК могут быть использованы для получения кДНК и библиотек генов с использованием обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции (ПЦР), как хорошо известно в данной области техники, к примеру, с использованием метода Гублера-Хоффмана (Gubler U., Hoffman B.J. Gene, 1983, v. 25, p.263-269). Также могут быть применены методы с использованием ДНК-лигазы фага Т4 (Akowitz, Manuelidis. Gene, 1989, vol. 81, p.295-306; Lukyanov et al. Biophys. Biochem. Res. Comm., 1997, vol. 230, p.285-288), методы с использованием других лигаз, методы синтеза кДНК с переключением матрицы (Chenchik et al., (1998) Gene Cloning and Analysis by RT-PCR, ed. by P. Siebert and J. Larrick, BioTechniques Books, Natick, Mass., p.315-319); Zhu et al., Biotechniques, 2001, vol. 30, p.892-897), а также иные методы.RNA samples can be used to generate cDNA and gene libraries using reverse transcription and polymerase chain reaction (PCR), as is well known in the art, for example, using the Gubler-Hoffman method (Gubler U., Hoffman B.J. Gene, 1983 , v. 25, p.263-269). Methods using T4 phage DNA ligase can also be used (Akowitz, Manuelidis. Gene, 1989, vol. 81, p. 295-306; Lukyanov et al. Biophys. Biochem. Res. Comm., 1997, vol. 230, p.285-288), methods using other ligases, template-switching cDNA synthesis methods (Chenchik et al., (1998) Gene Cloning and Analysis by RT-PCR, ed. by P. Siebert and J. Larrick, BioTechniques Books , Natick, Mass., p.315-319); Zhu et al., Biotechniques, 2001, vol. 30, p.892-897), as well as other methods.

Образцы ДНК или кДНК подвергают процедуре подготовки образцов, которая обычно включает амплификацию с использованием ПЦР и введение адаптеров для последующего секвенирования. В ходе подготовки образцы могут быть обогащены нуклеотидными последовательностями, кодирующими ТКР.DNA or cDNA samples are subjected to a sample preparation procedure, which typically involves PCR amplification and insertion of adapters for subsequent sequencing. During preparation, samples can be enriched for nucleotide sequences encoding TCRs.

В данной области техники хорошо известны методы, применимые для анализа репертуаров ТКР путем секвенирования, в частности, высокопроизводительного секвенирования. Указанные методы позволяют идентифицировать геномные последовательности от десятков до миллионов вариантов ТКР в образцах крови, субпопуляциях клеток, или в образцах ткани, полученных от исследуемых доноров-людей или модельных животных. В данных методах при создании библиотек генов α- или β-цепей ТКР, или библиотек генов парных α- и β-цепей ТКР, в качестве исходного материала может использоваться геномная ДНК (см., к примеру, Robins H.S., et al. Blood, 2009, p.4099-4107) или РНК. Получение библиотек генов ТКР может быть осуществлено посредством ПЦР-амплификации с использованием набора ген-специфических праймеров, или с использованием подхода, известного как 5'RACE, или с использованием иных методов, либо в объеме всего образца, либо для клеток, разнесенных по индивидуальным микрообъемам с применением многолуночных планшетов или эмульсий типа «вода-в-масле».Methods useful for analyzing TCR repertoires by sequencing, in particular high-throughput sequencing, are well known in the art. These methods allow the identification of genomic sequences from tens to millions of TCR variants in blood samples, cell subpopulations, or tissue samples obtained from human donors or animal models of interest. In these methods, when creating libraries of TCR α- or β-chain genes, or gene libraries of paired TCR α- and β-chains, genomic DNA can be used as starting material (see, for example, Robins H.S., et al. Blood, 2009, p.4099-4107) or RNA. The generation of TCR gene libraries can be accomplished by PCR amplification using a set of gene-specific primers, or using an approach known as 5'RACE, or using other methods, either in the volume of the entire sample or for cells separated into individual microvolumes using multiwell plates or water-in-oil emulsions.

Например, библиотека генов ТКР может быть получена с использованием 5'RACE, как описано в ряде публикаций (Britanova et al., J. Immunol., 2016, vol. 196(12), p.5005-5013). Тотальную РНК из моноцитов периферической крови или подвергнутых сортировке Т-клеток экстрагируют с использованием методов на основе колонок, таких как, например, набор RNeasy Micro Kit (Qiagen) или подобный ему, или с использованием протоколов на основе реагента Trizol. В качестве альтернативы мРНК может быть экстрагирована с использованием методов на основе колонок, таких как, например, набор Oligotex mRNA Mini Kit (Qiagen), или других методов. Синтез кДНК осуществляют с использованием праймеров, комплементарных константным участкам ТКР, или с использованием праймеров, содержащих олиго-дТ участки, с применение обратной транскприптазы, способной к переключению матрицы. В качестве примеров последнего подхода можно привести обратную транскриптазу SmartScribe (Clontech, США) или Mint (Евроген, Россия) с использованием олигонуклеотидов для переключения матрицы. Дальнейшую амплификацию библиотек генов ТКР проводят с использованием праймеров, специфичных к олигонуклеотиду для переключения матрицы и константным участкам или J-участкам генов ТКР.For example, a TCR gene library can be obtained using 5'RACE, as described in a number of publications (Britanova et al., J. Immunol., 2016, vol. 196(12), p.5005-5013). Total RNA from peripheral blood monocytes or sorted T cells is extracted using column-based methods, such as, for example, the RNeasy Micro Kit (Qiagen) or the like, or using Trizol reagent-based protocols. Alternatively, mRNA can be extracted using column-based methods, such as the Oligotex mRNA Mini Kit (Qiagen), or other methods. cDNA synthesis is carried out using primers complementary to TCR constant regions, or using primers containing oligo-dT regions, using reverse transcriptase capable of template switching. Examples of the latter approach include SmartScribe reverse transcriptase (Clontech, USA) or Mint (Evrogen, Russia) using oligonucleotides for template switching. Further amplification of TCR gene libraries is carried out using primers specific to the template switch oligonucleotide and the constant regions or J regions of the TCR genes.

В качестве альтернативы ПЦР-амплификацию с использованием кДНК в качестве матрицы можно проводить с использованием мультиплексного набора праймеров, специфичных к генам ТКР.Alternatively, PCR amplification using cDNA as a template can be performed using a multiplex set of primers specific for TCR genes.

Еще одной альтернативой является экстракция геномной ДНК с использованием любого известного в данной области техники метода с последующим ее использованием в качестве матрицы для ПЦР в присутствии мультиплексного набора праймеров, специфичных в отношении генов ТКР. При этом можно осуществлять одну или несколько стадий ПЦР-амплификации с использованием вложенных (nested) и/или step-out праймеров. Адаптеры для секвенирования могут включаться как в ходе самой ПЦР, так и впоследствии посредством лигирования. Примеры получения экспериментальных данных с использованием описанного подхода представлены в ряде публикаций (Robins H.S., et al. Blood, 2009, p.4099-4107; Freeman J.D., et al. Genome Res. (2009), p.1817-1824; Mamedov I.Z., et al. Front. Immunol., 2013, 456).Another alternative is to extract genomic DNA using any method known in the art and then use it as a template for PCR in the presence of a multiplex set of primers specific for TCR genes. In this case, one or several stages of PCR amplification can be carried out using nested and/or step-out primers. Adapters for sequencing can be included both during the PCR itself and subsequently through ligation. Examples of obtaining experimental data using the described approach are presented in a number of publications (Robins H.S., et al. Blood, 2009, p.4099-4107; Freeman J.D., et al. Genome Res. (2009), p.1817-1824; Mamedov I.Z. , et al. Front. Immunol., 2013, 456).

В качестве еще одной альтернативы для целей настоящего изобретения для получения информации о репертуаре последовательностей ТКР могут быть использованы данные секвенирования, полученные при анализе транскриптома (RNA-seq) или анализе экзома (Exome-seq), либо иные данные секвенирования, которые содержат информацию по крайней мере о частичных последовательностях ТКР. Для извлечения информации о собственно последовательностях ТКР могут быть использовано соответствующее по своим функциональным возможностям программное обеспечение, такое как, например, MiXCR в режиме RNA-Seq (Bolotin D.A. et al. Nat. Biotechnol., 2017, vol. 35, No. 10, p.908-911).As another alternative for the purposes of the present invention, sequencing data obtained from transcriptome analysis (RNA-seq) or exome analysis (Exome-seq), or other sequencing data that contains information at least at least about partial TCR sequences. To extract information about the actual TCR sequences, software that is appropriate in its functionality can be used, such as, for example, MiXCR in RNA-Seq mode (Bolotin D.A. et al. Nat. Biotechnol., 2017, vol. 35, No. 10, p.908-911).

Адаптеры для секвенирования и способы их введения в нуклеиновые кислоты хорошо известны специалистам в данной области техники; их практическая реализация осуществлена в форме коммерчески доступных наборов для высокопроизводительного секвенирования.Sequencing adapters and methods for introducing them into nucleic acids are well known to those skilled in the art; their practical implementation is carried out in the form of commercially available kits for high-throughput sequencing.

Для секвенирования в настоящее время на коммерческой основе доступен целый ряд решений в виде платформ. В частности, для целей настоящего изобретения могут быть использованы такие системы секвенирования, как HiSeg™, MiSec™, и/или Genome Anlyzer™, доступные от Illumina®; системы секвенирования Ion PGM™ или Ion Proton™, доступные от Ion Torrent™; система секвенирования PACBIO RS II от Pacific Biosciences; система секвенирования SOLID от Life Technologies™; системы секвенирования 454 GS FLX+или GS Junior от Roche или любые иные платформы для секвенирования.A number of platform solutions are currently available commercially for sequencing. In particular, sequencing systems such as HiSeg™, MiSec™, and/or Genome Anlyzer™ available from Illumina® can be used for the purposes of the present invention; Ion PGM™ or Ion Proton™ sequencing systems available from Ion Torrent™; PACBIO RS II sequencing system from Pacific Biosciences; Life Technologies™ SOLID sequencing system; 454 GS FLX+ or GS Junior sequencing systems from Roche or any other sequencing platforms.

Культура лимфоцитов, обогащенных опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов, полученная способом настоящего изобретения, может быть затем использована для масштабного наращивания с использованием известных протоколов экспансии ex vivo.The culture of lymphocytes enriched with tumor-specific T-lymphocyte clones obtained by the method of the present invention can then be used for large-scale expansion using known ex vivo expansion protocols.

Представленное в настоящем описании изобретение ниже будет проиллюстрировано со ссылкой на конкретные примеры. При этом должно быть понятно, что приведенные примеры служат исключительно для целей иллюстрации наиболее предпочтительных воплощений изобретения, но не предназначены для ограничения его объема. Объем притязаний определяется представленной ниже формулой изобретения.The invention presented herein will be illustrated below with reference to specific examples. It should be understood that the given examples serve solely for the purpose of illustrating the most preferred embodiments of the invention and are not intended to limit its scope. The scope of the claims is determined by the claims presented below.

Материалы и методыMaterials and methods

Пациенты и образцыPatients and samples

Все клинические образцы были получены из Национального медицинского исследовательского центра (НМИЦ) онкологии им. Н.Н.All clinical samples were obtained from the National Medical Research Center (NMRC) of Oncology named after. N.N.

Блохина в соответствии с протоколом MoleMed-0921, одобренным этическим комитетом. Всем пациентам, участвовавшим в исследовании, был поставлен диагноз метастатической меланомы. Пациентами было подписано информированное согласие до сбора их биоматериала. Большинство экспериментов было проведено на резецированных метастатических лимфатических узлах, полученных во время операции. Образцы опухоли подвергали генотипированию на наличие мутации BRAFV600E. От каждого пациента, включенного в это исследование, также получали 20-30 мл периферической крови перед операцией. Информация о пациентах представлена ниже в Таблице 1.Blokhin in accordance with protocol MoleMed-0921, approved by the ethical committee. All patients in the study were diagnosed with metastatic melanoma. Patients signed informed consent before collecting their biomaterial. Most experiments were performed on resected metastatic lymph nodes obtained during surgery. Tumor samples were genotyped for the BRAF V600E mutation. 20–30 ml of peripheral blood was also obtained from each patient included in this study before surgery. Patient information is presented below in Table 1.

Кратковременное культивирование ОИЛShort-term cultivation of TIL

Свежерезецированные образцы опухоли разделяли на фрагменты размером 1-3 мм в каждом из измерений. Несколько фрагментов замораживали в жидком азоте для дальнейшего получения библиотек кДНК и HLA-типирования. Отдельные фрагменты высевали в лунки 24-луночного планшета для культуры ткани, содержавшие 2 мл полной среды для культивирования Т-лимфоцитов (СМ) с добавлением 5% инактивированной нагреванием сыворотки АВ человека (PanBiotech, Германия) и 1000 МЕ/мл IL-2 (Ронколейкин, ООО «Биотехнологии, Санкт-Петербург, Россия). Среда СМ содержала RPMI-1640 (ПанЭко, Россия), 25 мМ HEPES, рН 7,2 (ПанЭко, Россия), пенициллин 100 МЕ/мл, стрептомицин 100 мкг/мл, гентамицин 10 мкг/мл, 1х смесь заменимых аминокислот, lx GlutaMAX, β-меркаптоэтанол (0,55 мкМ) (все от Gibco, Thermo Fisher Scientific, США) и 110 мкг/мл пирувата натрия. На четвертые сутки культивирования ОИЛ собирали, фильтровали через сито с размером ячеек 70 мкм, окрашивали антителами, меченными флуорофором, и подвергали сортировке с помощью проточной цитометрии (FACS). Для создания библиотек репертуара ТКР Т-лимфоциты сортировали непосредственно в буфер для лизиса клеток RLT (QIAGEN, Нидерланды) и хранили при -80°С до использования для выделения РНК. ДляFreshly resected tumor samples were divided into fragments measuring 1–3 mm in each dimension. Several fragments were frozen in liquid nitrogen for further preparation of cDNA libraries and HLA typing. Individual fragments were seeded into the wells of a 24-well tissue culture plate containing 2 ml of complete T-lymphocyte (SM) culture medium supplemented with 5% heat-inactivated human AB serum (PanBiotech, Germany) and 1000 IU/ml IL-2 (Roncoleukin , Biotechnology LLC, St. Petersburg, Russia). The SM medium contained RPMI-1640 (PanEco, Russia), 25 mM HEPES, pH 7.2 (PanEco, Russia), penicillin 100 IU/ml, streptomycin 100 μg/ml, gentamicin 10 μg/ml, 1x mixture of non-essential amino acids, lx GlutaMAX, β-mercaptoethanol (0.55 μM) (all from Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) and 110 μg/ml sodium pyruvate. On the fourth day of culture, TILs were collected, filtered through a 70-μm sieve, stained with fluorophore-labeled antibodies, and subjected to flow cytometry sorting (FACS). To generate TCR repertoire libraries, T cells were sorted directly into RLT cell lysis buffer (QIAGEN, The Netherlands) and stored at -80°C until used for RNA isolation. For

функциональных анализов ОИЛ сортировали по пробиркам Эппендорф на 1,5 мл, содержавшим 0,5 мл RPMI-1640. Живые отсортированные Т-лимфоциты высевали в лунки 96-луночного планшета для культуры клеток при концентрации 106 клеток/мл в среде СМ и культивировали не менее пяти дней. Затем к СМ добавляли 1000 МЕ/мл IL-2, 50 нг/мл IL-21 (SCI-STORE, Россия), 20 мкг/мл ниволумаба (Bristol-Myers Squibb, США) и 10% аутологичной сыворотки, полученной от пациентов. Половину среды заменяли три раза в неделю. За сутки до проведения функциональных анализов все среды были заменены свежей средой СМ, не содержавшей интерлейкинов или ниволумаба.functional assays TILs were sorted into 1.5 ml Eppendorf tubes containing 0.5 ml RPMI-1640. Live sorted T lymphocytes were seeded into the wells of a 96-well cell culture plate at a concentration of 10 6 cells/ml in SM medium and cultured for at least five days. Then 1000 IU/ml IL-2, 50 ng/ml IL-21 (SCI-STORE, Russia), 20 μg/ml nivolumab (Bristol-Myers Squibb, USA) and 10% autologous serum obtained from patients were added to the SM. Half of the medium was replaced three times a week. One day before functional assays, all media were replaced with fresh SM medium that did not contain interleukins or nivolumab.

Культивирование ОИЛCultivation of OIL

Фрагменты образцов опухоли от каждого из четырех пациентов с меланомой (mp26, mp32, mp34 и mp42) высевали в отдельные лунки 24-луночного планшета для культуры ткани (по 1 фрагменту на лунку, по 1 планшету на пациента) с базовой средой для культивирования на основе RPMI-1640 и 5% инактивированной нагреванием сыворотки АВ человека. Массу ОИЛ выращивали из фрагментов опухоли в следующих различных условиях (6 лунок/условие) в течение 9 дней: 1) высокий IL-2 (3000 МЕ/мл), 2) (низкий IL-2) (100 МЕ/мл), 3) IL-21 (25 нг/мл) + низкий IL-2, 4) ниволумаб (20 мкг/мл)+IL-21 + низкий IL-2, и 5) IFNγ (100 мкг/мл) + ниволумаб + IL-21 + низкий IL-2. ОИЛ от пациента тр26 культивировали в условиях 1, 3, 4 и 5; ОИЛ от пациентов mp32, mp34 и mp42 культивировали в условиях 1-4. Половину среды заменяли на 3-й и 5-й дни той же средой, что использовали изначально при посеве. На 9-й день культивирования ОИЛ из каждой лунки подсчитывали и лизировали при плотности 5×105 клеток/мл в буфере RLT для приготовления библиотек репертуара ТКР.Tumor specimen fragments from each of four melanoma patients (mp26, mp32, mp34, and mp42) were seeded into separate wells of a 24-well tissue culture plate (1 fragment per well, 1 plate per patient) with basal culture medium based on RPMI-1640 and 5% heat-inactivated human AB serum. TIL bulk was grown from tumor fragments under the following different conditions (6 wells/condition) for 9 days: 1) high IL-2 (3000 IU/ml), 2) (low IL-2) (100 IU/ml), 3 ) IL-21 (25 ng/ml) + low IL-2, 4) nivolumab (20 μg/ml) + IL-21 + low IL-2, and 5) IFNγ (100 μg/ml) + nivolumab + IL- 21 + low IL-2. TILs from patient tr26 were cultured under conditions 1, 3, 4, and 5; TILs from patients mp32, mp34 and mp42 were cultured under conditions 1-4. Half of the medium was replaced on days 3 and 5 with the same medium that was originally used for inoculation. On day 9 of culture, TILs from each well were counted and lysed at a density of 5×10 5 cells/ml in RLT buffer to prepare TCR repertoire libraries.

Культивирование сортированных популяций Т-лимфоцитов Подвергнутые FACS-сортировке Т-лимфоциты наращивали с помощью неспецифической ТКР-зависимой стимуляции с использованием бусин со связанными антителами против CD3/CD28 (anti-CD3/CD28 Dynabeads) (Thermofisher Scientific, США). Бусины добавляли в культуральную среду на следующий день после посева клеток из расчета 2 мкл раствора шариков на 105 клеток. Подвергнутые FACS-сортировке ОИЛ наращивали в течение 2 недель. Бусины удаляли с помощью магнита после достижения желаемой численности клеток. Перед экспериментами по совместному культивированию клеткам давали «отдохнуть» в течение суток в среде СМ, не содержавшей интерлейкинов, с добавлением 10% аутологичной сыворотки пациента (т.е. «среда покоя»).Cultivation of sorted T-lymphocyte populations FACS-sorted T-lymphocytes were expanded by nonspecific TCR-dependent stimulation using anti-CD3/CD28 antibody-coupled beads (anti-CD3/CD28 Dynabeads) (Thermofisher Scientific, USA). Beads were added to the culture medium the next day after cell seeding at the rate of 2 μl of bead solution per 10 5 cells. FACS-sorted TILs were expanded over a period of 2 weeks. The beads were removed using a magnet once the desired cell number was reached. Before co-culture experiments, cells were allowed to rest for 24 hours in IL-free SM medium supplemented with 10% autologous patient serum (i.e., “resting medium”).

Культивирование дендритных клеток, полученных из моноцитов Аутологичные дендритные клетки получали, как описано ниже. Клетки CD14+(моноциты) выделяли из РВМС пациентов с помощью процедуры магнитного обогащения с использованием анти-CD14 MicroBeads (Miltenyi Biotec, Германия). Затем моноциты высевали в лунки 24-луночного планшета для культуры ткани с концентрацией 5×105 клеток/лунку. Для дифференцировки моноцитов использовали среду X-Vivo-15 (Lonza, Швейцария) с 400 ЕД/мл IL-4 и 800 ЕД/мл ГМ-КСФ. На четвертый день культивирования среду обновляли, и дендритные клетки (ДК) нагружали смесью пептидов ОАА меланомы (PepTivator Melan-A/MART-1, gp100/Pmel и MAGE-А3 человека; Miltenyi Biotec) в концентрации 600 нМ каждого. На следующий день нагруженные дендритные клетки подвергали созреванию с использованием 1 мкг/мл PGE, 10 нг/мл IL-1β и 25 нг/мл TNF-α. После созревания в течение 24 часов ДК собирали и использовали для совместного культивирования с Т-лимфоцитами.Cultivation of Monocyte-Derived Dendritic Cells Autologous dendritic cells were prepared as described below. CD14 + cells (monocytes) were isolated from patient PBMCs using a magnetic enrichment procedure using anti-CD14 MicroBeads (Miltenyi Biotec, Germany). Monocytes were then seeded into the wells of a 24-well tissue culture plate at a concentration of 5×10 5 cells/well. For monocyte differentiation, X-Vivo-15 medium (Lonza, Switzerland) with 400 U/ml IL-4 and 800 U/ml GM-CSF was used. On the fourth day of culture, the medium was refreshed, and dendritic cells (DCs) were loaded with a mixture of melanoma OAA peptides (PepTivator Melan-A/MART-1, gp100/Pmel and human MAGE-A3; Miltenyi Biotec) at a concentration of 600 nM each. The next day, loaded dendritic cells were subjected to maturation using 1 μg/ml PGE, 10 ng/ml IL-1β, and 25 ng/ml TNF-α. After maturation for 24 hours, DCs were collected and used for co-culture with T lymphocytes.

Анализ антиген-специфической активации CD-137Antigen-specific activation assay of CD-137

Полученные с помощью FACS-сортировки популяции PD1+CD39+(двойные положительные, DP) и не-DP после наращивания и двухдневного «отдыха» в отсутствие IL-2 совместно культивировали с нагруженными антигеном аутологичными ДК в соотношении 10:1 (Т-лимфоциты: ДК). Среда для совместного выращивания состояла из СМ и бессывороточной среды AIM-V (Gibco, США), взятых в соотношении 1:1, с добавлением 50 нг/мл IL-21. Для дальнейшего выделения РНК и получения библиотеки ТКР как Т-лимфоциты CD137высокий так и Т-лимфоциты CD137низкий лизировали с помощью буфера RLT. Долю клеток с повышенной экспрессией CD137 измеряли как для CD4+, так и для CD8+ОИЛ. Антиген-специфическую активацию измеряли как отношение доли Т-лимфоцитов CD137высокий в ОИЛ, которые совместно культивировали с нагруженными антигенами ДК, по сравнению с ненагруженными ДК.FACS-sorted PD1 + CD39 + (double positive, DP) and non-DP populations were co-cultured with antigen-loaded autologous DCs in a 10:1 ratio (T cells: DK). The co-culture medium consisted of SM and serum-free AIM-V medium (Gibco, USA), taken in a 1:1 ratio, supplemented with 50 ng/ml IL-21. For further RNA isolation and TCR library preparation, both CD137 high and CD137 low T cells were lysed using RLT buffer. The proportion of cells with increased expression of CD137 was measured for both CD4 + and CD8 + TILs. Antigen-specific activation was measured as the ratio of the proportion of CD137 high T cells in TILs that were cocultured with antigen-loaded DCs compared with unloaded DCs.

Проточная цитометрияFlow cytometry

Для FACS-сортировки субпопуляций PD1+CD39+ОИЛ клетки окрашивали следующими антителами: CD4-BV510 (RPA-T4), CD8-Alexa-647 (SK1), CD127-APC-Cy7 (IL-7Rα, A019D5), PD-1-BV421 (CD279, EH12.2H7) (BioLegend, Германия), CD25-PE (IL-2Rα, Beckman Coulter), CD39-FITC (eBioAl) (eBioscience, США). Клетки осаждали, ресуспендировали в окрашивающем растворе, содержавшем флуоресцентные антитела, и инкубировали 1 ч при 4°С в темноте. Далее клетки промывали и ресуспендировали в PBS при плотности приблизительно 5×106 клеток/мл. Т-лимфоциты подвергали сортировке с использованием проточного цитометра Aria III (BD Biosciences, США). Анализ данных проводили с помощью программного обеспечения FlowJo (FlowJo, LLC). С целью избежать антиген-специфической Трег-зависимой супрессии Т-лимфоцитов в дальнейших функциональных анализах клетки Трег идентифицировали как CD4+ CD25+ CD127- клетки и сортировали их отдельно. Для функциональных анализов Т-лимфоциты разделяли на субпопуляции CD39+ PD-1+ (двойные положительные, DP) и не-DP (положительные по одному из антигенов CD39 и PD-1 или двойные отрицательные), без разделения на CD4+ и CD8+ клетки. Для получения библиотеки ТКР клетки CD4+ DP и CD8+ DP, а также соответствующие популяции не-DP клеток подвергали сортировке по отдельности, чтобы оценить индивидуальные свойства репертуаров их ТКР. Для анализа активации CD137 Т-лимфоциты окрашивали флуоресцентно меченными антителами CD4-BV510 (RPA-T4), CD8-Alexa-647 (SK1), CD137-РЕ (4 В4-1) (BioLegend, Германия).For FACS sorting of PD1 + CD39 + TIL subpopulations, cells were stained with the following antibodies: CD4-BV510 (RPA-T4), CD8-Alexa-647 (SK1), CD127-APC-Cy7 (IL-7Rα, A019D5), PD-1- BV421 (CD279, EH12.2H7) (BioLegend, Germany), CD25-PE (IL-2Rα, Beckman Coulter), CD39-FITC (eBioAl) (eBioscience, USA). Cells were pelleted, resuspended in a staining solution containing fluorescent antibodies, and incubated for 1 h at 4°C in the dark. The cells were then washed and resuspended in PBS at a density of approximately 5×10 6 cells/ml. T lymphocytes were sorted using an Aria III flow cytometer (BD Biosciences, USA). Data analysis was performed using FlowJo software (FlowJo, LLC). In order to avoid antigen-specific Treg-dependent suppression of T cells in further functional analyses, Treg cells were identified as CD4 + CD25 + CD127 - cells and sorted separately. For functional assays, T cells were divided into CD39 + PD-1 + (double positive, DP) and non-DP (positive for one of the CD39 and PD-1 antigens or double negative) subsets, without dividing into CD4 + and CD8 + cells . To obtain the TCR library, CD4 + DP and CD8 + DP cells, as well as corresponding populations of non-DP cells, were sorted individually to assess the individual properties of their TCR repertoires. To analyze CD137 activation, T lymphocytes were stained with fluorescently labeled antibodies CD4-BV510 (RPA-T4), CD8-Alexa-647 (SK1), CD137-PE (4 B4-1) (BioLegend, Germany).

HLA-типированиеHLA typing

У пациентов mp39, mp41, mp42 и mp44 проверяли только наличие HLA-А*02. Аликвоты РВМС или ОИЛ от этих пациентов окрашивали анти-HLA-А*02-РЕ (BD7.2) (BD Biosciences, США) и анализировали с помощью проточного цитометра Navios. HLA-типирование остальных пациентов (Таблица 1) проводили с использованием секвенирования нового поколения (NGS).In patients mp39, mp41, mp42 and mp44, only the presence of HLA-A*02 was tested. Aliquots of PBMC or TIL from these patients were stained with anti-HLA-A*02-PE (BD7.2) (BD Biosciences, USA) and analyzed using a Navios flow cytometer. HLA typing of the remaining patients (Table 1) was performed using next generation sequencing (NGS).

Выделение РНК и получение библиотек ТКР РНК из свежезамороженных фрагментов опухолей выделяли с использованием реагента TRIzol (Invitrogen). РНК из лизированных с помощью RLT клеток экстрагировали с использованием набора RNeasy mini kit (Qiagen) в соответствии с инструкцией производителя. Концентрацию РНК измеряли с помощью набора Qubit RNA HS Assay Kit (Thermo Fisher Scientific, США). Для синтеза кДНК использовали не более 500 нг суммарной РНК.RNA isolation and preparation of TCR libraries RNA from fresh frozen tumor fragments was isolated using TRIzol reagent (Invitrogen). RNA from RLT-lysed cells was extracted using the RNeasy mini kit (Qiagen) according to the manufacturer's instructions. RNA concentration was measured using the Qubit RNA HS Assay Kit (Thermo Fisher Scientific, USA). For cDNA synthesis, no more than 500 ng of total RNA was used.

Библиотеки кДНК были созданы с использованием набора Human RNA TCR Multiplex kit (MiLaboratories) согласно протоколу производителя. Достигаемая глубина секвенирования может составлять 20 парных ридов на клетку, или более, для отсортированных и культивированных популяций ОИЛ. Секвенирование проводили с использованием платформы Illumina NextSeq (длина ридов 2×150 п. н.).cDNA libraries were generated using the Human RNA TCR Multiplex kit (MiLaboratories) according to the manufacturer's protocol. Achievable sequencing depth can be 20 paired-end reads per cell, or more, for sorted and cultured TIL populations. Sequencing was performed using the Illumina NextSeq platform (read length 2×150 bp).

Анализ данных секвенирования репертуаров ТКРAnalysis of TCR repertoire sequencing data

Данные секвенирования ТКР-репертуаров анализировали с помощью программного обеспечения MiXCR (MiLaboratories) для идентификации клонотипов CDR3 ТКРβ. Для обработки выходных данных по репертуару ТКР, полученных с помощью MiXCR, для расчета разнообразия репертуара ТКР и для предварительной обработки репертуаров ТКР (т.е. объединение репертуаров ТКР и снижения дискретности репертуаров ТКР) использовали программное обеспечение VDJtools (Shugay, М. et al. VDJtools: Unifying Post-analysis of T Cell Receptor Repertoires. PLoS Comput. Biol. 11, el004503 (2015)).Sequencing data of TCR repertoires were analyzed using MiXCR software (MiLaboratories) to identify TCRβ CDR3 clonotypes. VDJtools software (Shugay, M. et al.) was used to process the output data on the TCR repertoire obtained using MiXCR, to calculate the diversity of the TCR repertoire, and to preprocess the TCR repertoires (i.e., combining the TCR repertoires and reducing the discreteness of the TCR repertoires). VDJtools: Unifying Post-analysis of T Cell Receptor Repertoires. PLoS Comput. Biol. 11, el004503 (2015).

Кластерный анализ репертуаров TKPβ ОИЛCluster analysis of TKPβ TIL repertoires

Кластерный анализ проводили с использованием алгоритма ALICE (Pogorelyy, М. V. et al. Detecting T cell receptors involved in immune responses from single repertoire snapshots. PLoS Biol. 17, e3000314 (2019)). С целью исключить недостаточно скорректированные ошибочные варианты ТКР, которые потенциально могут быть источником появления ложных соседей для наиболее часто встречающихся клонотипов при кластерном анализе, тем самым искажая процесс идентификации конвергентных клонотипов (далее -ALICE-хиты), в анализ включали только те клонотипы, которые были прочитаны >1 раза. Pgen аминокислотных последовательностей рассчитывали с использованием моделирования методом Монте-Карло. Для каждой пары V-и J- сегментов моделировали 5 миллионов последовательностей ТКР и проводили 20 итераций алгоритма ALICE. Только клонотипы со значением р<0,001, рассчитанным с поправкой Бенджамини-Хохберга (ВН), принимали за значимые ALICE-хиты. Поскольку число ALICE-хитов сильно зависит от исходной изменчивости репертуара ТКР, количество ALICE-хитов от образца к образцу нормализовали на основе исходного количества клонотипов с количеством прочтений больше 1 в каждом образце.Cluster analysis was performed using the ALICE algorithm (Pogorelyy, M. V. et al. Detecting T cell receptors involved in immune responses from single repertoire snapshots. PLoS Biol. 17, e3000314 (2019)). In order to exclude insufficiently corrected erroneous TCR variants, which could potentially be a source of false neighbors for the most frequently occurring clonotypes in cluster analysis, thereby distorting the process of identifying convergent clonotypes (hereinafter referred to as ALICE hits), only those clonotypes that were read >1 time. P gen of amino acid sequences was calculated using Monte Carlo simulation. For each pair of V- and J-segments, 5 million TCR sequences were simulated and 20 iterations of the ALICE algorithm were performed. Only clonotypes with a p value <0.001, calculated with the Benjamini-Hochberg (BH) correction, were considered significant ALICE hits. Because the number of ALICE hits is highly dependent on the initial variability of the TCR repertoire, the number of ALICE hits from sample to sample was normalized based on the initial number of clonotypes with read counts greater than 1 in each sample.

Для визуализации кластеров, являющихся результатом конвергентной селекции ТКР, использовали функцию igraph (Csardi, G., Nepusz, Т. & Others. The igraph software package for complex network research. InterJournal, complex systems 1695, 1-9 (2006)). Эта функция основана на методе графов де Брейна для расчета расстояния между аминокислотными последовательностями гипервариабельных участков CDR3. На получаемом графе в формате GML каждый узел представляет индивидуальный клонотип ТКР, а расстояние между узлами пропорционально разнице между аминокислотными последовательностями CDR3. Ребра соединяют узлы, представляющие клонотипы ТКР, характеризующиеся расстоянием Хэмминга <2. Размер узла представляет частоту соответствующего клонотипа ТКР. После построения составных графов, включающих клонотипы из нескольких репертуаров ТКР, идентичные клонотипы из разных репертуаров ТКО отображаются отдельными узлами.The igraph function was used to visualize clusters resulting from convergent selection of TCRs (Csardi, G., Nepusz, T. & Others. The igraph software package for complex network research. InterJournal, complex systems 1695, 1-9 (2006)). This function is based on the de Bruijn graph method to calculate the distance between amino acid sequences of CDR3 hypervariable regions. In the resulting graph in GML format, each node represents an individual TCR clonotype, and the distance between nodes is proportional to the difference between the CDR3 amino acid sequences. Edges connect nodes representing TCR clonotypes characterized by a Hamming distance <2. Node size represents the frequency of the corresponding TCR clonotype. After constructing composite graphs including clonotypes from multiple TCR repertoires, identical clonotypes from different TCR repertoires are displayed as separate nodes.

Хотя другие гипервариабельные участки (CDR1, CDR2) также принимают участие в связывании антигена, однако именно участок CDR3, как хорошо известно специалисту в данной области техники, вносит основной вклад во взаимодействие с антигеном. Таким образом, в силу большей информативности последовательностей CDR3, для проведения кластерного анализа были выбраны именно последовательности CDR3 ТКР.Although other hypervariable regions (CDR1, CDR2) are also involved in antigen binding, it is the CDR3 region that, as is well known to one skilled in the art, makes a major contribution to the interaction with the antigen. Thus, due to the greater information content of CDR3 sequences, it was the TCR CDR3 sequences that were chosen for cluster analysis.

Соотнесение клонотипов в кластерах ТКР с базой данных VDJdb Данные репертуара ТКР аннотировали, используя базу данных VDJdb по Т-клеточным рецепторам с известной специфичностью (Shugay, М. et al. VDJdb: a curated database of T-cell receptor sequences with known antigen specificity. Nucleic Acids Res. 46, D419-D427 (2018); Bagaev, D. V. et al. VDJdb in 2019: database extension, new analysis infrastructure and a T-cell receptor motif compendium. Nucleic Acids Res. 48, D1057-D1062 (2020)). При аннотировании исходили из предположения, что исследуемые ТКР обладают той же специфичностью, что и ТКР из базы данных, если: i) участки CDR3 сравниваемых ТКР отличаются не более чем на одну замену центральной аминокислоты, и) замещенные аминокислоты принадлежат к одной и той же группе на основании свойств их боковых цепей R (полярные, алифатические, ароматические, положительно/отрицательно заряженные), и iii) HLA-рестрикция клонотипов ТКР из базы данных VDJdb соответствует одному из аллелей HLA пациента, если таковой известен.Correlation of clonotypes in TCR clusters with the VDJdb database TCR repertoire data were annotated using the VDJdb database for T-cell receptors with known specificity (Shugay, M. et al. VDJdb: a curated database of T-cell receptor sequences with known antigen specificity. Nucleic Acids Res. 46, D419-D427 (2018); Bagaev, D. V. et al. VDJdb in 2019: database extension, new analysis infrastructure and a T-cell receptor motif compendium. Nucleic Acids Res. 48, D1057-D1062 (2020) ). Annotation was based on the assumption that the TCRs under study have the same specificity as the TCRs from the database if: i) the CDR3 regions of the compared TCRs differ by no more than one central amino acid substitution, i) the substituted amino acids belong to the same group based on the properties of their R side chains (polar, aliphatic, aromatic, positively/negatively charged), and iii) HLA restriction TCR clonotypes from the VDJdb database match one of the patient's HLA alleles, if known.

Кластеры ТКР, состоящие преимущественно из ОАА-специфичных клонотипов, но не из клонотипов с другими специфичностями, считались ОАА-специфичными в целом. Принимали, что члены ОАА-специфичных кластеров, для которых не было обнаружено соответствий в VDJdb, обладают той же специфичностью, что и весь кластер, на основе структурного сходства с клонотипами, имеющими соответствия в VDJdb, и их включали в последующий анализ.TCR clusters consisting predominantly of OAA-specific clonotypes, but not clonotypes with other specificities, were considered OAA-specific overall. Members of OAA-specific clusters for which no matches were found in VDJdb were assumed to have the same specificity as the entire cluster, based on structural similarity to clonotypes that had matches in VDJdb, and were included in subsequent analyses.

Анализ дифференциально пролиферирующих клонотипов Для идентификации клонотипов ТКРβ, которые были представлены в значительных количествах в суммарных ОИЛ пациентов mp26 и mp34, использовали статистический подход, реализованный в пакете edgeR (Robinson, М. D., McCarthy, D. J. & Smyth, G. K. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Bioinformatics vol. 26 139-140 (2010)). Сравнивали репертуары ТКР ОИЛ, культивируемых в экспериментальных условиях 2-4 (как описано выше), и ОИЛ, культивируемых в условиях «высокий IL-2». Биологические образцы, взятые в шести- и четырехкратной повторности, полученные при каждом из указанных экспериментальных условий культивирования, использовали для анализа репертуаров ТКР пациентов mp26 и mp24, соответственно. Клонотипы ТКР считали пролиферировавшими, если значение р, скорректированное по уровню ложноположительных результатов, составляло <0,01, a log2 кратности изменения был >1.Analysis of differentially proliferating clonotypes To identify TCRβ clonotypes that were present in significant quantities in the total TIL of patients mp26 and mp34, we used a statistical approach implemented in the edgeR package (Robinson, M. D., McCarthy, D. J. & Smyth, G. K. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. Bioinformatics vol. 26 139-140 (2010). The TCR repertoires of TILs cultured under experimental conditions 2-4 (as described above) and TCRs cultured under “high IL-2” conditions were compared. Biological samples taken in six and four replicates, obtained under each of the specified experimental culture conditions, were used to analyze the TCR repertoires of patients mp26 and mp24, respectively. TCR clonotypes were considered proliferating if the false-positive rate-corrected p value was <0.01 and the log2 fold change was >1.

Статистический анализStatistical analysis

Статистический анализ проводили с помощью пакета программ Graph Pad Prism 8.0 (GraphPad Software Inc., США). Все данные представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. Критерий Шапиро-Уилка использовался для оценки нормальности во всех случаях. Названия статистических тестов и количество повторов в каждой группе сравнения указаны в подписях к Фигурам.Statistical analysis was performed using the Graph Pad Prism 8.0 software package (GraphPad Software Inc., USA). All data are presented as mean ± standard deviation. The Shapiro-Wilk test was used to assess normality in all cases. The names of the statistical tests and the number of replicates in each comparison group are indicated in the figure legends.

Пример 1. Ретроспективный анализ данных.Example 1: Retrospective data analysis.

Для первичного анализа использовали опубликованные репертуары последовательностей бета-цепи ТКР (ТКРР) ОИЛ, полученные до и после иммунотерапии с использованием антител против PD-1 для двух когорт, состоящих из 21 и 8 пациентов с меланомой кожи (Riaz, N. et al. Tumor and Microenvironment Evolution during Immunotherapy with Nivolumab. Cell 171, 934-949.e16 (2017); Tumeh, P. C. et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature 515, 568-571 (2014)). С использованием алгоритма ALICE у всех пациентов были идентифицированы кластеры конвергентных клонотипов ТКРβ. Количество клонотипов в кластерах значительно увеличилось после проведенной терапии в обеих когортах (р=0.019 и 0.038, соответственно; Фиг. 1А, Б), что может отражать зависимую от лечения пролиферацию конвергентных опухоль-специфичных ОИЛ. Поиск в базе данных VDJdb выявил клонотипы в кластерах, которые были чрезвычайно сходными или идентичными с известными вариантами ТКРβ, специфичными в отношении ассоциированных с меланомой HLA А*02-рестриктированных антигенов, таких как Melan-A (Melan-Aaa26-35 -ELAGIGILTV) и NY-ESO-1 (NY-ESO-1aa157-165 - SLLMWITQC), у 20% и 50% пациентов из когорт, описанных в упомянутых выше ссылках, соответственно. Клонотипы в кластерах были обогащены ОАА-специфичными вариантами ТКРβ по сравнению с репертуаром ТКР в целом, что указывает на то, что кластерный анализ может выявлять клонотипы, принимающие участие в развивающемся противоопухолевом иммунном ответе (Фиг. 1В). На Фиг. 2 показаны выявленные кластеры ТКР для одного из пациентов (из группы полного/частичного ответа) после проведения иммунотерапии.The primary analysis used published repertoires of TCR beta chain (TCRR) sequences of TIL obtained before and after immunotherapy using anti-PD-1 antibodies for two cohorts consisting of 21 and 8 patients with cutaneous melanoma (Riaz, N. et al. Tumor and Microenvironment Evolution during Immunotherapy with Nivolumab. Cell 171, 934-949.e16 (2017); Tumeh, PC et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature 515, 568-571 (2014). Using the ALICE algorithm, clusters of convergent TKRβ clonotypes were identified in all patients. The number of clonotypes in clusters increased significantly after treatment in both cohorts (p = 0.019 and 0.038, respectively; Fig. 1A, B), which may reflect treatment-dependent proliferation of convergent tumor-specific TILs. A search of the VDJdb database revealed clonotypes in clusters that were extremely similar or identical to known TKRβ variants specific for melanoma-associated HLA A*02-restricted antigens, such as Melan-A (Melan-A aa26-35 -ELAGIGILTV) and NY-ESO-1 (NY-ESO-1 aa157-165 - SLLMWITQC), in 20% and 50% of patients from the cohorts described in the above references, respectively. Clonotypes in the clusters were enriched for OAA-specific TCRβ variants compared to the TCR repertoire as a whole, indicating that cluster analysis can identify clonotypes involved in the developing antitumor immune response ( Fig. 1B ). In FIG. Figure 2 shows the identified TCR clusters for one of the patients (from the complete/partial response group) after immunotherapy.

Пример 2. CD39+ PD-1+ субпопуляция свежевыделенных ОИЛ обогащена клональными, конвергентными и опухоль-специфичными ТКРExample 2. CD39 + PD-1 + subpopulation of freshly isolated TIL is enriched in clonal, convergent and tumor-specific TCRs

С целью проверить, связано ли обогащение конвергентными кластерами ТКР различных субпопуляций ОИЛ с CD39/PD-1 фенотипом, проводили активируемую флуоресценцией сортировку клеток (FACS) в отношении CD39+ PD-1+ (двойные позитивные, DP) и не-DP CD4+ и CD8+ Т-клеток из ОИЛ, свежевыделенных из метастазов в лимфатические узлы у восьми пациентов с меланомой. В целом состав ОИЛ был смещен в сторону большего преобладания CD4+ Т-лимфоцитов, хотя клетки с фенотипом DP были более распространены среди CD8+ ОИЛ по сравнению с CD4+ клетками. Анализ репертуара ТКРβ выявил увеличение клональности и обогащение кластерами как для CD4+, так и для CD8+ DP ОИЛ по сравнению с соответствующими не-DP субпопуляциями (Фиг. 3А-Е), с большей клональностью среди CD8+ОИЛ, чем CD4+ОИЛ независимо от статуса экспрессии иммунных контрольных точек.To test whether the enrichment of convergent TCR clusters in different TIL subpopulations is associated with the CD39/PD-1 phenotype, fluorescence-activated cell sorting (FACS) was performed on CD39 + PD-1 + (double positive, DP) and non-DP CD4 + and CD8 + T cells from TILs freshly isolated from lymph node metastases in eight melanoma patients. Overall, TIL composition was biased toward a greater predominance of CD4 + T lymphocytes, although cells with the DP phenotype were more abundant among CD8 + TIL compared with CD4 + cells. Analysis of the TCRβ repertoire revealed increased clonality and cluster enrichment for both CD4 + and CD8 + DP TILs compared with the corresponding non-DP subpopulations ( Fig. 3A–E ), with greater clonality among CD8 + TILs than CD4 + TILs independently on immune checkpoint expression status.

Для ОИЛ, полученных от HLA-А*02-положительного пациента mp26 с меланомой BRAFwt, поиск в базе данных VDJdb позволил идентифицировать три кластера ТКР, которые включали А*02-Melan-Ааа26-35-специфичные клонотипы (Фиг. 4). Субпопуляция CD8+ DP по сравнению с общим репертуаром ТКР, полученным при использовании свежезамороженной опухолевой ткани (СОТ), и по сравнению с субпопуляцией CD8+ не-DP (Фиг. 5 А, Б) была значительно обогащена как Melan-А-специфичными клонотипами, так и кластерами ТКР, включающими такие клонотипы.For TILs obtained from an HLA-A*02-positive mp26 patient with BRAFwt melanoma, a search of the VDJdb database identified three TCR clusters that included A*02-Melan-A aa26-35 -specific clonotypes (Fig. 4). The CD8 + DP subpopulation, compared with the total TCR repertoire obtained using fresh frozen tumor tissue (FTT), and compared with the CD8 + non-DP subpopulation (Fig. 5 A, B), was significantly enriched in both Melan-A-specific clonotypes, and TCR clusters that include such clonotypes.

Сходные результаты были получены и для другого BRAFwt HLA-A*02-положительного пациента, pt41. Таким образом, субпопуляция CD39+PD1+обогащена крупными и конвергентными клонами Т-лимфоцитов, которые принимают участие в развивающемся опухоль-специфичном иммунном ответе, значительная часть которых может быть обнаружена с помощью кластерного анализа ТКР.Similar results were obtained for another BRAFwt HLA-A*02-positive patient, pt41. Thus, the CD39 + PD1 + subpopulation is enriched in large and convergent T cell clones that participate in the developing tumor-specific immune response, a significant portion of which can be detected using TCR cluster analysis.

С целью подтверждения полученных результатов на функциональном уровне использовали анализ поверхностной экспрессии CD137 (4-1ВВ). Отсортированные DP и не-DP субпопуляции ОИЛ от пациента mp26 культивировали в течение двух недель и стимулировали с помощью полученных из моноцитов аутологичных дендритных клеток, которые были нагружены смесью пептидов ОАА. С помощью проточной цитометрии проводили количественное определение субпопуляций CD8+CD137высокий, и осуществляли сортировку для получения библиотеки ТКРβ. Как показано на Фиг. 5В, доля клеток CD137высокий была выше в культивированных клетках DP, однако различий между Т-лимфоцитами, стимулированными дендритными клетками, нагруженными ОАА, или контрольными дендритными клетками, обнаружено не было. Анализ репертуара ТКРβ показал, что фракция стимулированных ОАА CD8+ DP с высоким уровнем экспрессии CD137, но не (не-DP) и не контрольные клетки DP, была обогащена известными Melan-A-специфичными клонотипами (Фиг. 5Г). Эти клонотипы включали ОАА-реактивный вариант ТКРβ, CSARVGNQPQHF-TRBV20-TRBJ1-5, который был ранее обнаружен при кластерном анализе некультивированных клеток CD8+ DP, и вариант CASSGGMGQPQHF-TRBV19-TRBJ1-5, гомологичный другому кластеру. ОАА-специфичные клонотипы суммарно составляли приблизительно 13% фракции культивированных и активированных ОАА DP ОИЛ, характеризующейся высоким уровнем экспрессии CD137. Эти результаты подчеркивают важность анализа ТКР-репертуара антиген-реактивных клеток, и демонстрируют, что сам по себе анализ маркера CD137 является недостаточно информативным. Пример 3.In order to confirm the obtained results at the functional level, an analysis of the surface expression of CD137 (4-1BB) was used. Sorted DP and non-DP TIL subpopulations from patient mp26 were cultured for two weeks and stimulated with monocyte-derived autologous dendritic cells that were loaded with a mixture of TAA peptides. CD8 + CD137 high subpopulations were quantified by flow cytometry and sorted to obtain a TCRβ library. As shown in FIG. 5B, the proportion of CD137 high cells was higher in cultured DP cells, but no differences were found between T cells stimulated with TAA-loaded dendritic cells or control dendritic cells. Analysis of the TCRβ repertoire revealed that a fraction of OAA-stimulated CD8 + DPs with high CD137 expression, but not (non-DP) and non-control DP cells, were enriched for known Melan-A-specific clonotypes ( Fig. 5D ). These clonotypes included an OAA-reactive TKRβ variant, CSARVGNQPQHF-TRBV20-TRBJ1-5, which was previously identified in a cluster analysis of uncultured CD8 + DP cells, and a variant CASSGGMGQPQHF-TRBV19-TRBJ1-5, homologous to another cluster. TAA-specific clonotypes totaled approximately 13% of the fraction of cultured and activated TAA DP TILs, characterized by a high level of CD137 expression. These results highlight the importance of analyzing the TCR repertoire of antigen-reactive cells, and demonstrate that analysis of the CD137 marker alone is not sufficiently informative. Example 3.

Проводили культивирование ОИЛ в четырех различных условиях: (высокий IL2), (низкий IL-2)/IL-21, (низкий IL-2)/IL-21/анти-PD-1 и (низкий IL-2)/IL-21/анти-PD-1/IFNγ, где в качестве анти-PD-1 агента использовали ниволумаб, а концентрация IL-2 составляла 100 МЕ/мл (низкий) и 3000 МЕ/мл (высокий). Для каждого из условий анализировали репертуары ТКРβ ОИЛ, независимо культивированных из 12 фрагментов опухоли, полученных от пациента mp26. Идентифицированные кластеры ТКР из всех образцов были объединены (Фиг. 6). В качестве измеряемых показателей использовали:TILs were cultured under four different conditions: (high IL2), (low IL-2)/IL-21, (low IL-2)/IL-21/anti-PD-1 and (low IL-2)/IL- 21/anti-PD-1/IFNγ, where nivolumab was used as the anti-PD-1 agent and the IL-2 concentration was 100 IU/ml (low) and 3000 IU/ml (high). For each condition, the TCRβ repertoires of TILs independently cultured from 12 tumor fragments obtained from patient mp26 were analyzed. Identified TCR clusters from all samples were combined (Fig. 6). The following indicators were used:

i) нормализованное количество клонотипов в кластерах (Фиг. 7А),i) normalized number of clonotypes in clusters (Fig. 7A),

ii) совокупную долю репертуара, приходящуюся на Melan-A-специфичные кластеры ТКРβ (кластеры, преимущественно включающие Melan-A-специфичные клонотипы, определенные в VDJdb) (Фиг. 7Б).ii) the cumulative proportion of the repertoire accounted for by Melan-A-specific TKRβ clusters (clusters predominantly comprising Melan-A-specific clonotypes defined in VDJdb) (Fig. 7B).

Среди всех условий культивирования комбинация (низкий IL-2)/IL-21/анти-PD-1 дала наибольшее количество клонотипов в кластерах и самую высокую совокупную долю Melan-A-специфичных кластеров (Фиг. 7А, Б). Добавление IFNγ дополнительно не усиливало пролиферацию потенциально опухоль-специфичных клонов.Among all culture conditions, the combination (low IL-2)/IL-21/anti-PD-1 yielded the highest number of clonotypes in clusters and the highest cumulative proportion of Melan-A-specific clusters (Fig. 7A, B). The addition of IFNγ did not further enhance the proliferation of potentially tumor-specific clones.

Для выявления клонотипов, которые в значительной степени пролиферировали в культурах фрагментов опухоли в присутствии IL-21 и (низкий IL-2) (как в присутствии ниволумаба и IFNγ, так и в их отсутствии) по сравнению с пан-активирующими условиями культивирования IL-2высокий, использовали программное обеспечение edgeR. Комбинация (низкий IL-2)/IL-21/анти-PD-l дала наибольшее количество воспроизводимо пролиферирующих клонотипов, 60% которых были обнаружены среди CD8+ DP ОИЛ, отсортированных после краткой пред-культивации. Общее количество клонотипов, совпадающих с репертуаром фракции CD8+ DP, также было самым высоким для этой комбинации (Фиг. 7В). Эти результаты показывают положительное влияние ингибирования PD-1 на пролиферативный потенциал CD8+ CD39+ PD-1+ Т-лимфоцитов. Также было отмечено небольшое увеличение числа клонотипов CD8+ из репертуара фракции не-DP, которые пролиферировали в тех же условиях - 10 клонотипов по сравнению с тремя клонотипами в условиях культивирования (низкий IL-2)/IL-21 без ниволумаба, что можно объяснить ниволумаб-зависимой пролиферацией PD-1+ CD39- Т-лимфоцитов.To identify clonotypes that proliferated significantly in tumor fragment cultures in the presence of IL-21 and (low IL-2) (both in the presence and absence of nivolumab and IFNγ) compared to pan-activating IL-2 culture conditions high , used edgeR software. The (low IL-2)/IL-21/anti-PD-1 combination produced the highest number of reproducibly proliferating clonotypes, 60% of which were detected among CD8 + DP TILs sorted after a brief pre-culture. The total number of clonotypes matching the repertoire of the CD8 + DP fraction was also highest for this combination (Figure 7B). These results demonstrate the beneficial effects of PD-1 inhibition on the proliferative potential of CD8 + CD39 + PD-1 + T cells. There was also a slight increase in the number of CD8 + clonotypes from the non-DP fraction repertoire that proliferated under the same conditions - 10 clonotypes compared to three clonotypes in culture conditions (low IL-2)/IL-21 without nivolumab, which may be explained by nivolumab -dependent proliferation of PD-1 + CD39 - T lymphocytes.

Что касается суммарного пролиферативного потенциала, наибольшее число Т-лимфоцитов наблюдалось в условиях (высокий IL-2), хотя и в условиях (низкий IL-2) также наблюдалось примерно сопоставимое число клеток. В присутствии IL-21 наблюдалось подавление IL-2-зависимой пролиферации ОИЛ, как ранее сообщалось в отношении CD4+ Т-лимфоцитов человека.In terms of total proliferative potential, the highest numbers of T cells were observed in the (high IL-2) condition, although roughly comparable numbers of cells were also observed in the (low IL-2) condition. In the presence of IL-21, suppression of IL-2-dependent TIL proliferation was observed, as previously reported for human CD4 + T lymphocytes.

Рациональное объединение ТКР в кластеры на основе структурной гомологии может использоваться для идентификации опухоль-специфичных клонов Т-лимфоцитов и оценки относительного обогащения ОИЛ ими. Начиная с опубликованных данных о репертуаре ТКР в случае меланомы, были выявлены кластеры конвергентных клонотипов ТКР, количество и общая частота которых после иммунотерапии с использованием антител против PD-1 возрастали. Также было обнаружено значительное обогащение конвергентными кластерами ТКР субпопуляций PD1+ CD39+, относящихся как к CD4+, так и CD8+ ОИЛ, которые, как было показано ранее, являлись обогащенными с точки зрения реактивности по отношению к опухоли. Эти выводы дополнительно подтверждаются данными, полученными для случаев, когда контекст HLA, а также некоторые представляющие интерес клонотипы ТКР и родственные им антигены были известны. Поиск по базе данных VDJdb позволил успешно идентифицировать варианты ТКР, специфичные к ОАА, у HLA-А*02-положительных пациентов, причем примерно половина кластеров может быть соотнесена с известными Melan-А-специфичными последовательностями. Суммарная частота таких Melan-А-специфичных кластеров в популяции CD8+ DP была лишь слегка ниже, чем общая частота всех идентифицированных Melan-A-специфичных ТКР. Данное наблюдение является свидетельством того, что предложенный подход позволяет идентифицировать подавляющее большинство опухоль-специфичных клонотипов, с высокой частотой представленных в субпопуляции CD8+ DP. Кластеры ТКР являются важным признаком конвергентного иммунного ответа, который включает несколько гомологичных клонотипов. Представленные данные демонстрируют эффективность этого подхода, применимого даже в тех в ситуациях, когда специфические антигены неизвестны.Rational clustering of TCRs based on structural homology can be used to identify tumor-specific T-lymphocyte clones and assess the relative enrichment of TILs in them. Since the published data on the TCR repertoire in melanoma, clusters of convergent TCR clonotypes have been identified, the number and overall frequency of which increased after immunotherapy with anti-PD-1 antibodies. There was also a significant enrichment of convergent TCR clusters in PD1 + CD39 + subpopulations, related to both CD4 + and CD8 + TILs, which were previously shown to be enriched in terms of tumor reactivity. These conclusions are further supported by data obtained for cases in which the HLA context as well as certain TCR clonotypes and related antigens of interest were known. A search of the VDJdb database successfully identified OAA-specific TCR variants in HLA-A*02-positive patients, with approximately half of the clusters being correlated with known Melan-A-specific sequences. The overall frequency of these Melan-A-specific clusters in the CD8+ DP population was only slightly lower than the overall frequency of all identified Melan-A-specific TCRs. This observation is evidence that the proposed approach allows us to identify the vast majority of tumor-specific clonotypes, which are present at high frequency in the CD8+ DP subpopulation. TCR clusters are an important feature of a convergent immune response that includes multiple homologous clonotypes. The data presented demonstrate the effectiveness of this approach, even in situations where specific antigens are unknown.

В одном из воплощений предложенный подход использовали для оптимизации культуральных условий при выращивании ОИЛ в условиях ех vivo. В частности, ОИЛ культивированные в условиях IL-21+, демонстрировали самые высокие количества ТКР в кластерах, что свидетельствует о более заметном влиянии антигензависимой селекции ТКР. Без намерения быть ограниченными какой-либо научной теорией, изобретатели настоящего изобретения полагают, что IL-21 способен оказывать влияние на описанную систему культивирования клеток как на стадии презентации антигена (поскольку презентация MHC-I- и, в меньшей степени, презентация МНС-II-рестрицированного антигена опухолевыми клетками происходит при культивировании фрагментов опухоли ex vivo), так и на стадии пролиферации, на которой IL-21 избирательно способствует пролиферации популяций не-регуляторных (эффекторных) Т-лимфоцитов. Также, ранее было показано, что применение антитела к PD1 индуцирует секрецию IFNγ и TNFα клетками CD8+ ОИЛ, экспрессирующими PD-1 (Park, J. et al. Immune Checkpoint Inhibitor-induced Reinvigoration of Tumor-infiltrating CD8+ T Cells is Determined by Their Differentiation Status in Glioblastoma. Clin. Cancer Res. 25, 2549-2559 (2019). Авторами настоящего изобретения было обнаружено большее увеличение представленности входящих в кластеры и опухоль-специфичных ТКР для клеток, культивируемых в условиях IL-21+/анти-PD-1, по сравнению с IL-21+ самим по себе.In one embodiment, the proposed approach was used to optimize cultural conditions when growing TIL under ex vivo conditions. In particular, TILs cultured under IL-21 + conditions showed the highest amounts of TCRs in clusters, indicating a more pronounced influence of antigen-dependent TCR selection. Without intending to be limited by any scientific theory, the inventors of the present invention believe that IL-21 is capable of influencing the described cell culture system both at the stage of antigen presentation (since MHC-I presentation and, to a lesser extent, MHC-II presentation restriction of antigen by tumor cells occurs during the cultivation of tumor fragments ex vivo), and at the proliferation stage, at which IL-21 selectively promotes the proliferation of populations of non-regulatory (effector) T lymphocytes. Also, it was previously shown that the use of an antibody to PD1 induces the secretion of IFNγ and TNFα by CD8 + TIL cells expressing PD-1 (Park, J. et al. Immune Checkpoint Inhibitor-induced Reinvigoration of Tumor-infiltrating CD8+ T Cells is Determined by Their Differentiation Status in Glioblastoma Clin Cancer Res 25, 2549-2559 (2019) We found a greater increase in clustered and tumor-specific TCRs for cells cultured under IL-21 + /anti-PD- conditions. 1, compared to IL-21 + alone.

Ожидается, что предложенный подход к анализу степени обогащения ОИЛ опухоль-реактивными клонами, основанный на оценке репертуара ТКР ОИЛ, ускорит клиническую разработку адоптивной Т-клеточной терапии. Данный подход может значительно облегчить селекцию оптимальных субпопуляций ОИЛ и оптимизацию условий культивирования ОИЛ с последующей процедурой обогащения. В клинических условиях предложенный подход позволит оценивать представленность опухоль-реактивных ОИЛ для индивидуальных образцов опухоли как до, так и после культивирования и/или обогащения. По мере того, как Т-клеточная терапия будет развиваться в отношении способности определять клональные специфичности и фенотипы, которые могут эффективно бороться с опухолью каждого отдельного пациента, способы группировки конвергентных ТКР, которые реагируют с одними и теми же опухолевыми антигенами, станут важной частью набора инструментов для разработки рациональных Т-клеточных терапий.It is expected that the proposed approach to analyzing the degree of enrichment of TIL with tumor-reactive clones, based on an assessment of the TCR repertoire of TIL, will accelerate the clinical development of adoptive T-cell therapy. This approach can significantly facilitate the selection of optimal TIL subpopulations and optimization of TIL cultivation conditions followed by the enrichment procedure. In a clinical setting, the proposed approach will allow us to evaluate the abundance of tumor-reactive TILs for individual tumor samples both before and after cultivation and/or enrichment. As T cell therapies mature in their ability to identify lineage specificities and phenotypes that can effectively target each individual patient's tumor, ways to group convergent TCRs that react with the same tumor antigens will become an important part of the toolkit to develop rational T-cell therapies.

Claims (22)

1. Способ получения культуры опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (ОИЛ), обогащенных опухоль-специфичными клонами, включающий стадии, на которых:1. A method for obtaining a culture of tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) enriched with tumor-specific clones, including the stages at which: - выделяют аутологичные ОИЛ пациента, страдающего солидным раком;- isolate autologous TIL from a patient suffering from solid cancer; - аутологичные ОИЛ культивируют в среде, содержащей IL-2 в концентрации 100 МЕ/мл и IL-21;- autologous TILs are cultured in a medium containing IL-2 at a concentration of 100 IU/ml and IL-21; - проводят определение репертуаров нуклеотидных последовательностей Т-клеточных рецепторов культивированных ОИЛ с использованием высокопроизводительного секвенирования;- determine repertoires of nucleotide sequences of T-cell receptors of cultured TIL using high-throughput sequencing; - оценивают степень обогащения культивированных ОИЛ опухоль-специфичными клонами с использованием биоинформатического анализа, определяющего присутствие в репертуаре нуклеотидных последовательностей Т-клеточных рецепторов не менее чем одного кластера конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.- assess the degree of enrichment of cultured TILs with tumor-specific clones using bioinformatics analysis, which determines the presence in the repertoire of nucleotide sequences of T-cell receptors of at least one cluster of convergent variants of T-cell receptors. 2. Способ по п. 1, в котором конвергентными вариантами Т-клеточных рецепторов являются варианты Т-клеточных рецепторов, характеризующиеся гомологичными аминокислотными последовательностями, содержащими не более трех отличий, представляющих собой аминокислотные замены, и/или инсерции, и/или делеции.2. The method according to claim 1, in which convergent variants of T-cell receptors are variants of T-cell receptors characterized by homologous amino acid sequences containing no more than three differences, representing amino acid substitutions, and/or insertions, and/or deletions. 3. Способ по п. 1, в котором степень обогащения опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов характеризуется долей репертуара Т-клеточных рецепторов, занятой клонами Т-клеточных рецепторов, принадлежащих кластерам конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.3. The method according to claim 1, in which the degree of enrichment of tumor-specific T-lymphocyte clones is characterized by the proportion of the T-cell receptor repertoire occupied by T-cell receptor clones belonging to clusters of convergent T-cell receptor variants. 4. Способ по п. 1, в котором степень обогащения опухоль-специфичными клонами Т-лимфоцитов характеризуется количеством клонотипов Т-клеточных рецепторов, принадлежащих кластерам конвергентных вариантов Т-клеточных рецепторов.4. The method according to claim 1, in which the degree of enrichment of tumor-specific T-lymphocyte clones is characterized by the number of T-cell receptor clonotypes belonging to clusters of convergent T-cell receptor variants. 5. Способ по п. 1, в котором на стадии культивирования аутологичные лимфоциты культивируют в среде, дополнительно содержащей антитело, блокирующее передачу сигнала PD-1:PD-L1.5. The method according to claim 1, in which at the stage of cultivation, autologous lymphocytes are cultured in a medium additionally containing an antibody that blocks PD-1:PD-L1 signal transmission. 6. Способ по п. 5, в котором антитело, блокирующее передачу сигнала PD-1:PD-L1, представляет собой ниволумаб.6. The method of claim 5, wherein the antibody that blocks PD-1:PD-L1 signaling is nivolumab. 7. Способ по п. 1, в котором аутологичные лимфоциты получают из опухолевого материала пациента, полученного в ходе операции.7. The method according to claim 1, in which autologous lymphocytes are obtained from tumor material of the patient obtained during surgery. 8. Способ по п. 1, в котором аутологичные лимфоциты получают из крови пациента.8. The method according to claim 1, in which autologous lymphocytes are obtained from the patient’s blood. 9. Способ по п. 1, в котором солидный рак выбран из группы, включающей: меланому, рак легкого, рак головы и шеи, рак мочевого пузыря, рак яичника, рак молочной железы, рак поджелудочной железы.9. The method of claim 1, wherein the solid cancer is selected from the group consisting of: melanoma, lung cancer, head and neck cancer, bladder cancer, ovarian cancer, breast cancer, pancreatic cancer. 10. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию, на которой из аутологичных лимфоцитов, выделенных из пациента, предварительно выделяют фракцию, обогащенную лимфоцитами, несущими по меньшей мере один поверхностный маркер, выбранный из группы, включающей PD-1, CD39, CD137.10. The method according to claim 1, further comprising the step of pre-isolating from autologous lymphocytes isolated from the patient a fraction enriched in lymphocytes bearing at least one surface marker selected from the group consisting of PD-1, CD39, CD137. 11. Способ по п. 10, в котором указанная фракция обогащена лимфоцитами, несущими поверхностные маркеры PD-1 и/или CD39.11. The method according to claim 10, in which the specified fraction is enriched with lymphocytes carrying surface markers PD-1 and/or CD39. 12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит опухолевые клетки и/или по меньшей мере один продукт их лизиса.12. Method according to any one of paragraphs. 1-11, in which the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains tumor cells and/or at least one product of their lysis. 13. Способ по любому из пп. 1-11, в котором среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит по меньшей мере один опухоль-ассоциированный антиген.13. Method according to any one of paragraphs. 1-11, in which the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains at least one tumor-associated antigen. 14. Способ по любому из пп. 1-11, в котором среда, в которой проводят культивирование полученных лимфоцитов, дополнительно содержит по меньшей мере один опухолевый неоантиген.14. Method according to any one of paragraphs. 1-11, in which the medium in which the resulting lymphocytes are cultured additionally contains at least one tumor neoantigen. 15. Способ по п. 14, в котором указанный опухолевый неоантиген содержит по меньшей мере одну драйверную мутацию.15. The method of claim 14, wherein said tumor neoantigen contains at least one driver mutation. 16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором культивированные лимфоциты дополнительно обогащают опухоль-специфичными вариантами путем активации в присутствии по меньшей мере одного опухолевого антигена и последующего обогащения с использованием по меньшей мере одного маркера активации Т-лимфоцитов.16. Method according to any one of paragraphs. 1-15, wherein the cultured lymphocytes are further enriched for tumor-specific variants by activation in the presence of at least one tumor antigen and subsequent enrichment using at least one T cell activation marker. 17. Способ по любому из пп. 1-16, в котором полученную культуру используют в протоколе ex vivo экспансии.17. Method according to any one of paragraphs. 1-16, in which the resulting culture is used in an ex vivo expansion protocol. 18. Способ по п. 17, в котором культуру, оптимальную для последующего использования в протоколе ex vivo экспансии, выбирают по результатам оценки степени обогащения культивированных ОИЛ опухоль-специфичными клонами с использованием биоинформатического анализа.18. The method according to claim 17, in which the culture that is optimal for subsequent use in the ex vivo expansion protocol is selected based on the results of assessing the degree of enrichment of cultured TILs with tumor-specific clones using bioinformatics analysis.
RU2022120473A 2022-07-26 Method of obtaining a culture of lymphocytes enriched in tumor-specific t-lymphocyte clones and cell cultures obtained using the specified method RU2808595C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808595C1 true RU2808595C1 (en) 2023-11-29

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119736240A (en) * 2025-03-06 2025-04-01 中国标准化研究院 A culture medium for improving TIL cell proliferation and tumor killing effect, in vitro expansion method and application

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HALL M. et al. Expansion of tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) from human pancreatic tumors, Journal for ImmunoTherapy of Cancer, 2016, 4, 61. LI Y. et al. Targeting IL-21 to tumor-reactive T cells enhances memory T cell responses and anti-PD-1 antibody therapy, Nature Communications, 2021, vol. 12, No. 951. SANTEGOETS S.S.JAM et al. IL-21 promotes the expansion of CD27+CD28+ tumor infiltrating lymphocytes with high cytotoxic potential and low collateral expansion of regulatory T cells, J Transl Med. 2013, 11, 37. ЮСУБАЛИЕВА Г.М. и др. Инфильтрирующие опухоль лимфоциты:выделение, активация, анализ цитотоксичности на культурах солидных опухолей, Клиническая практика, 2020, Т. 11, No. 1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119736240A (en) * 2025-03-06 2025-04-01 中国标准化研究院 A culture medium for improving TIL cell proliferation and tumor killing effect, in vitro expansion method and application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11905529B2 (en) Method of enhancing persistence of adoptively infused T cells
Kawano et al. Blocking IFNAR1 inhibits multiple myeloma–driven Treg expansion and immunosuppression
Lu et al. Direct identification of neoantigen-specific TCRs from tumor specimens by high-throughput single-cell sequencing
US20210208131A1 (en) Immune cell organoid co-cultures
JP7373543B2 (en) Regulation of cancer immunity by type 2 innate lymphoid cells, interleukin 33, and/or interferon-induced protein 44
US20250136938A1 (en) Methods of enriching cell populations for cancer-specific t cells using in vitro stimulation of memory t cells
Butler et al. Ex vivo expansion of human CD8+ T cells using autologous CD4+ T cell help
Goncharov et al. Pinpointing the tumor-specific T cells via TCR clusters
JP2021511079A (en) Biomarkers Predicting Tumor Infiltration Lymphocyte Therapy and Their Use
US20230138309A1 (en) Methods of isolating t-cells and t-cell receptors from tumor by single-cell analysis for immunotherapy
JP2023526157A (en) Methods for Isolating T Cells and T Cell Receptors from Peripheral Blood by Single Cell Analysis for Immunotherapy
Shen et al. CD39hi identifies an exhausted tumor-reactive CD8+ T cell population associated with tumor progression in human gastric cancer
Sun et al. Adaptive NK Cells Exhibit Tumor-Specific Immune Memory and Cytotoxicity in Ovarian Cancer
US20230117388A1 (en) Methods and materials for expanding tumor infiltrating gamma-delta t cells
RU2808595C1 (en) Method of obtaining a culture of lymphocytes enriched in tumor-specific t-lymphocyte clones and cell cultures obtained using the specified method
Braun et al. Adherent cell depletion promotes the expansion of renal cell carcinoma infiltrating T cells with optimal characteristics for adoptive transfer
CN120173875A (en) One-step culture method of tumor infiltrating lymphocytes without trophoblast and its application
JP2024012879A (en) Method for producing tumor-reactive T cells
JP2023524032A (en) Cancer immunotherapy using tumor-infiltrating lymphocytes based on neoantigen information
JP2023538418A (en) Preferential generation of iPSCs with antigen-specific TCRs from tumor-infiltrating lymphocytes
Maddineni et al. An intraepithelial ILC1-like natural killer cell subset produces IL-13
Yue et al. Multi-omics analyses of single cell-derived colorectal cancer organoids reveal intratumor heterogeneity and immune response diversity
Han Profiling Durable Anti-Tumor Memory T Cell Responses in Long-Term Melanoma Survivors
Sun et al. CXCR2-mediated recruitment of adaptive NK cells with NKG2C/HLA-E dependent antigen-specific memory enhances tumor killing in ovarian cancer
Kirkpatrick et al. Isolation of mitochondrial mutation-specific T cell receptors