Ac#vated  Autologous  Dendri#c  Cells  injected  Intratumorally  are  Able  to  Overcome    Local  and  Systemic  Immune  Suppression  Imposed  by  the  Tumor  Microenvironment    

Vivek  Subbiah1,  Ravi  Murthy1,  Robert  Prins2,  David  S  Hong1,  Siqing  Fu1,  Aung  Naing1, Anthony  P.  Conley1, Robert  E.  Brown3,                                                                Mary  F.  McGuire3,  Chitra  S  Hosing1,  Indresh  Kaur1,  Funda  Meric-­‐Bernstam1,  Marnix  Leo  Bosch4    

1The  University  of  Texas  MD  Anderson  Cancer  Center,  Houston,  TX;  2UCLA,  Los  Angeles,  CA;  3University  of  Texas  Medical  School  at  Houston,  4Northwest  BiotherapeuHcs  Inc,  Bethesda,  MD  

ABSTRACT  Introduc#on      Cancer  vaccines  aiming  to  induce  anH-­‐tumor  immune  responses  are  generally  considered  most  effecHve  in  an  environment  with  minimal  residual  disease,  due  to  the  immunosuppressive  effects  exerted  by  most  cancers.  We  hypothesized  that  appropriately  acHvated  autologous  dendriHc  cells  (DCVax®-­‐Direct)  may  be  able  to  overcome  this  suppressive  environment  through  the  producHon  of  inflammatory  cytokines  and  through  the  acHvaHon  of  signal  transducHon  pathways  that  condiHon  the  dendriHc  cells  for  compleHon  of  the  maturaHon  processes  even  aWer  intratumoral  injecHon.      Methods  A  Phase  I  trial  that  enrolled  36  paHents  with  diverse  solid  tumor  cancers.  Three  intratumoral  DCVax-­‐Direct  injecHons  were  given  at  Day  0,  7  and  14,  followed  by  addiHonal  injecHons  at  weeks  8,  16  and  32.  PaHents  were  followed  for  safety  parameters,  for  tumor  response  using  appropriate  imaging,  and  for  pathological  evaluaHon  of  tumor  Hssue  from  serial  biopsies.  EvaluaHon  of  circulaHng  immune  cell  populaHons  as  well  as  circulaHng  cytokines  is  in  progress.  Results  Recurrent  low  to  moderate  fevers  were  seen  in  most  paHents  following  DCVax-­‐Direct  administraHon.    SubstanHal  increases  in  tumor  size,    were  observed  on  CT    or  PET  scans  in  the  majority  of  paHents.    InteresHngly,  tumor  biopsies  of  enlarged  lesions  demonstrated  extensive  tumor  necrosis,  as  well  as  large  immune  cell  accumulaHons,  containing  CD4+  and  CD8+  T  cells  and  other  immune  cells.  In  addiHon,  these  biopsies  oWen  showed  paucity  of  tumor  cells  or,  in  some  cases,  no  tumor  cells  were  detected  in  the  biopsies.  In  the  one  paHent  assessed  to  date  for  circulaHng  immune  cells,  a  normalizaHon  of  the  CD4:CD8  raHo  was  seen.  Analysis  of  longer-­‐term  imaging  data  to  assess  tumor  response  is  in  progress.  Conclusions  Intra-­‐tumoral  injecHon  of  acHvated,  autologous  dendriHc  cells  is  safe  and  feasible.  The  accumulaHon  of  immune  cells  in  tumor  biopsies  suggests  that  these  injecHons  have  the  potenHal  to  successfully  change  the  tumor  microenvironment  from  immunosuppressive  to  one  that  is  conducive  to  the  inducHon  of  anH-­‐tumor  immune  responses.  NormalizaHon  of  the  CD4:CD8  T  cell  raHo  in  circulaHon  demonstrates  the  potenHal  for  systemic  effects  of  this  novel  therapeuHc  approach.  

Pa#ent  #1  –  Dedifferen#ated  Liposarcoma    

Clinical  History      First  diagnosis    was  in  January  of  2009.  Prior  treatments  include  radical  resecHon,  radiaHon  therapy,  and  three  lines  of  systemic  (chemo-­‐)therapy.  Admission  into  DCVax-­‐Direct  trial  in  January  of  2014,  with  progressive  disease  and  lung  metastases.        Imaging  Findings    -­‐  First  re-­‐staging  scan  at  8  weeks  post  the  first  DCVax-­‐Direct  

injecHon,  the  primary  tumor  mass  shows  interval  increase  in  size,  with  increased  bleeding  and  necrosis,  suggesHng  an  anH-­‐tumor  effect  of  the  dendriHc  cell  vaccine.    

-­‐  Subsequent  scan  at  16  weeks  shows  extensive  intratumoral  necrosis  and  a  decrease  in  tumor  size.    

-­‐  Next  scan  at  20  weeks  shows  a  small  increase  in  size  and  further  intratumoral  necrosis  

             

 Post  contrast  Axial  T1  MRI  of  the  proximal  arm.  Mul#ple  scaYered  areas  of  low  signal  intensity  (red  arrowheads)  suggest  intratumor  necrosis  interspersed  within  high  signal  intensity  (green  star)  of  residual  tumor  

 These  findings  in  response  to  treatment  prompted  further  invesHgaHons  into  the  mechanism  of  acHon  of  DCVax-­‐Direct.    

Tumor  Biopsy  Findings    Tumor  biopsies  at  week  8  showed  extensive  necrosis  of  the  tumor  Hssue,  accumulaHon  of  immune  cells,  and  moderate  levels  of  infiltraHng  T  cells,  approximately  evenly  divided  between  CD4+  and  CD8+  T  cells.                                            

Pa#ent  #1  –  Dedifferen#ated  Liposarcoma  (cont.)    

Morphoproteomic  Analysis  The  use  of  bright  field  microscopy  and  immunohistochemistry  directed  against  various  protein  analytes  can  beger  define  the  biology  of  a  tumor  process  and  the  pathogeneHc  occurrences  that  might  be  responsible  for  its  development,  chemoradioresistance,  and  propensity  to  recur.  To  that  end,  we  applied  immunohisto-­‐chemical  probes  against  several  protein  analytes  in  secHons  of  the  paHent's  week  8  staging  biopsy.                          One  finding  of  interest  was  expression  of  T  cell  Intracellular  AnHgen  1  (TIA-­‐1),  a  protein  involved  in  nucleolyHc  acHvity  against  cytotoxic  lymphocyte  target  cells.  This  expression  appears  to  be  largely  associated  with  cells  of  the  innate  immune  system  (e.g.  macrophages)  and  also  with  cells  of  the  adapHve  immune  response  (CD8+  T  cells).      T  Cell  Receptor  Sequencing                        Comparison  of  shared  TCRβ  sequences  between  the  tumor  and  peripheral  blood  at  day  0  (Le^)  and  week  8  post  DCVax-­‐Direct  (Right).    Note  the  increase  in  shared  TCRβ  sequences  at  Week  8(>2x  increase),  sugges#ng  that  this  pa#ent  diversified  the  systemic  an#-­‐tumor  T  cell  response  following  DC  vaccina#on  

 Cytokine  Analyses  Preliminary  results  from  sequenHal  cytokine  analyses  show  increases  in  interleukin-­‐7  and  -­‐8,  tumor  necrosis  factor  alpha  and  type  I  and  type  II  interferons,  and  decreases  in  macrophage  derived  chemokine  as  well  as  in  macrophage  inflammatory  protein  alpha.  CollecHvely  these  changes  suggest  inducHon  of  a  Th-­‐1  type  immune  response.    Circula#ng  T  cells  Immunofluorescence  of  circulaHng  T  cells  shows  normalizaHon  of  the  CD4:CD8  raHo  over  Hme,  following  DCVax-­‐Direct  injecHons.    

Pa#ent  #2  –  Ovarian  Cancer  Clinical  History    IniHal  diagnosis  in  2002.  Prior  treatments  include  surgery  and  systemic  treatment  with  anastrozole  and  with  an  experimental  plaHnum  compound.  PaHent  is  admiged  to  the  DCVax-­‐Direct  trial  in  July  of  2014  with  advanced,  metastaHc  ovarian  cancer.    Imaging  Findings  -­‐  Restaging  scan  at  16  weeks  post  the  first  DCVax-­‐Direct  injecHon  when  compared  to  the  week  8  images  showed  apparent  mixed  response  to  therapy,  including  reducHon  in  size  of  leW  inguinal  adenopathy,  reducHon  in  size  of  subcutaneous  lesions  in  the  right  anterior  abdominal  wall  and  an  apparent  new  lesion  in  the  leW  lower  anterior  abdominal  wall.                                                      Pre-­‐DCVax-­‐Direct                                          Post-­‐DCVax-­‐Direct    Tumor  biopsy  findings  Tumor  biopsies  from  week  8  showed  infiltraHon  of  predominantly  CD4+  cells  as  well  as  CD8+  cells  in  the  lesion  that  had  received  3  DCVax-­‐Direct  injecHons.      

         CD4