Successful Reconstitution of Immunity in ADA-SCID by Stem Cell Gene Therapy Following Cessation of PEG-ADA and Use of Mild Preconditioning H. Bobby Gaspar,1, Emma Bjorkegren, Kate Parsley, Kimberly C. Gilmour, Doug King, Joanna Sinclair, Fang Zhang, Aris Giannakopoulos, Stuart Adams, Lynette D. Fairbanks, Jane Gaspar, Lesley Henderson, Jin Hua Xu-Bayford, E. Graham Davies, Paul A. Veys, Christine Kinnon,1 and Adrian J. Thrasher1 Molecular Immunology Unit, Institute of Child Health, University College London, 30, Guilford Street, London WC1N 1EH, UK Department of Clinical Immunology and Bone Marrow Transplantation, Great Ormond Street Hospital NHS Trust, Great Ormond Street, London WC1N JH, UK Purine Research Laboratory, Guys and St Thomas’ Hospital, London Bridge Road, London SE RT, UK Bui Laurent

Introduction ADA = Enzyme qui catalyse l'hydrolyse de l'adénosine en inosine avec l'élimination de l'ammoniaque. L'inosine elle-même donnant l'hypoxanthine sous l'influence d'une purine nucléoside phosphorylase. L'inhibition de l'adénosine déaminase tend à augmenter la concentration d'adénosine.

ADA-SCID Un déficit de l’Adenosine DéAminase (ADA) entraine un développement anormal des cellules T, B et NK. Ce qui donne un déficit immunitaire combiné sévère (SCID, severe combined immunodeficiency disorder). Maladie génétique rare qui sans traitement cause des infections chroniques et des troubles du développement pouvant amener à la mort dans les premières années de la vie.

Traitements possibles ADA-SCID patient Untreated HSCTransplantation PEG-ADA Gene Therapy Death Infection Survival > 85% Good immunological and Biochemical correction Overall survival good Variable immun reconstitution Lymphopenia Defects LT < Thymus output Susceptibility to Viral infection ?

Thérapie Génique Arrêt pendant 1 mois du traitement PEG-ADA Tri des cellules CD34+ de la moelle osseuse du patient (PEG-ADA) Après 2j d’un traitement Melphalan on réinjecte 1,4 M de CD34+ADA+/kg 25-30 % de transduction efficace

Patient 1 (P1) Diagnostiquer ADA-SCID à 2 mois. Sans donneur compatible => débute le traitement PEG-ADA. Après 3 ans de traitement : (+) Correction Métabolique Statut clinique bon Pas de pb d’infection (-) Lymphopénie T Production faible d’Ig Mauvais fonctionnement Thymique Disparition des cellules T naïves

Bioéthique Thérapie génique approuvée par : - UK Gene Therapy Advisory Committee - Medecine and Health Core Control Agency - Local Institutional Research Ethics Committee Condition pour participer au Programme : - Confirmation ADA-SCID (Génétique ou Biochimique) - Pas de greffe possible - Echec du traitement PEG-ADA - Accord parental

Après 2 ans de Thérapie génique les premiers résultats Immune Reconstitution Diversity of the T cell Repertoire Metabolic Correction

Immune Reconstitution (1)

Immune Reconstitution (2) Profil de prolifération normal des LT après stimulation par CD3 et PHA (phytohémaglutinine) Augmentation des LT, NK, LT naïfs nouvellement formés Réinitiation de la Thymopoiëse

Diversity of the T cell Repertoire Après l’analyse des TCR Vβ on a montré qu’il y avait un usage de tous les segments Vβ (40aine) Les spectratypes du CDR3 des TCR Vβ montre une évolution vers la complexité du répertoire T On ne trouve pas d’anomalie ou de pathologie lié à une prolifération non contrôlée des lymphocytes

Metabolic Correction Après 1 an de traitement génique on observe une activité ADA des érythrocytes = 3-5 nmol/mg Hb/h Cela suggère que la thérapie a amené des GR exprimant des ADA de façon stable

Proviral Copy Number and Lineage-Specific Integration Analysis

Analysis of proviral integration sites Les produits de PCR montre une multitude de site d’intégration Le séquençage de chaque intégrant est en cours

Conclusion => On continue la surveillance clinique Mise en place d’un protocole d’autogreffe pour la thérapie génique = essai clinique. Après 2 ans de thérapie = Tableau + (LT naïfs en hausse, prolifération normale à une stimulation des LT, TREC, …) Rétablissement de l’immunité humorale faible (peut être plus longue due au Lthelper) => On continue la surveillance clinique