Episode 4: Dan Kaufman on off-the-shelf cell therapy and Manhattans

UCSD's  Dan Kaufman, an innovator in the field of induced pluripotent cell (iPSC)-derived natural killer cell therapies, talks to Andy and JC about the latest in allogeneic and autologous immune and regenerative cell therapies at the 2024 Keystone symposium on Emerging Cell Therapies.   

02:55 Sourcing and expanding NK cells
05:59 Off-the-shelf versus self
09:26. Clinical trials and manufacturing
13:40. Stealth, immune cloaking and protein manufacture
16:51. Safety, cost, availability and standardization 
22:00. Stampede into autoimmune disease
28:59. Neurological cell therapies and beyond
33:30. Off the shelf and in vivo engineering
38:13. Commercialization headaches
39:51. Dan’s drink 

The Manhattan:
2 Oz rye whiskey, 
1 Oz sweet vermouth, 
2 dashes aromatic bitters. 

DIRECTIONS: Stir on ice for 45 sec and strain over a coupe glass. Garnish with a maraschino cherry.

The Mixer music “Pour Me Another” courtesy of Smooth Moves! 

Transcript

02:55 Sourcing and expanding NK cells
05:59 Off-the-shelf versus self
09:26. Clinical trials and manufacturing
13:40. Stealth, immune cloaking and protein manufacture
16:51. Safety, cost, availability and standardization 
22:00. Stampede into autoimmune disease
28:59. Neurological cell therapies and beyond
33:30. Off the shelf and in vivo engineering
38:13. Commercialization headaches
39:51. Dan’s drink

Andy Marshall: Hello everyone, Andy Marshall here, your host on The Mixer, back with my buddy Juan Carlos López.

Juan-Carlos Lopez: Hello Andy, good to be here. Very excited about a new episode of The Mixer. So who is our guest today?

Andy: So our guest today is Dan Kaufman, Dan's a professor in the Department of Medicine, Division of Cellular and Regenerative Medicine, and he's Director of the Cell Therapy Program at UCSD. Dan's been a longtime proponent and innovator in the area of natural killer (NK) cell therapies for blood cancers.

JC: Indeed, he recently organized a Keystone Symposium with Hans-Peter Kiem (Fred Hutchison Cancer Center) and Sonia Schrepfer (UCSF) on emerging cellular therapies. So we're hoping to hear what happened at the meeting and I'm sure we'll hear a lot about advances in NK  cells as well as in related areas.

Andy: Great, we should also disclose Dan is a co-founder of Shoreline Bio and advises another company, Therabest, which are both in the area of cell therapy.  So let's get started with the conversation.

JC: Let’s go

JC: Dan we're  very  happy  to  welcome  you.  You're  fresh  from  organizing  this  meeting  Emerging  Cellular  Therapies  at  Keystone,  and  looking  at  the  program,  we  found  different  things  that  we  thought  were  very  interesting  in  this  field,  and  hopefully  we  can  touch  up  on  some  of  them.  One  of  them  is  this  move  beyond  CAR -T's,  which  have  really  dominated  the  cell therapy field  for  a  long  time.  It  seems  that  now  people  are  gaining  a  lot  of  new  insights  into  B cells and NK  cells,  an  area  of  your  own  interest.  Hearing  a  little  bit  about  that  would  be  helpful.  Another  thing  that  that  we  found  that  would  be  very  useful  to  discuss  would  be  the  expansion  beyond  cancer  and  beyond  the  blood.  The  advances  that  people  are  making  in  fields  like  autoimmunity  in  particular,  retinal  diseases,  even  neuroscience,  that's  a  second  point.  And then  the  third  point, which  is  even  newer,  and  I  think  that  we're  going  to  hear  a  lot  of  surprises  in  that  space,  is  in  vivo  cell  engineering,  as  opposed  to  ex  vivo.  So  to  me,  those  are  three  areas  that  are  very  exciting. And  it  would  be  great  to  hear  what  was  discussed  at  the  meeting,  your  own  thoughts  about  them.  So  why  don't  we  start  with  the  work  on  different  cell  types,  considering  that  you've  done  a  lot  of  work  in  that  area , and  made  some  very  important  contributions  to  NK (natural killer) cells  in  particular.

02:55 Sourcing and expanding NK cells

Dan Kaufman: I  guess  again  in  terms  of  background  one  of  the  things  we  wanted  to  do  at  this  meeting  was  highlight  things  beyond  CAR-T  (chimeric antigen receptor-T)  cells  right  so  we  had  some  of  that; there  is  a  lot  of  other  interesting  work  and  as  you  said  my  area  of  interest  is  in  NK cell  therapies  and  allogeneic  (off-the-shelf) cell  therapies  in  general, right? 

And,  you  know,  these  can  come,  especially  for  the  NK  cell  work,  from  different  sources.  All  my  work  has  been  from  human  pluripotent  stem  cells.  We  started  20  plus  years  ago  using  human  embryonic  stem (ES) cells  and  then  have  largely  moved  to  induced  pluripotent  stem  cells  (or  iPS cells).  And  both  can  work  quite  well  for  making  NK  cells  (or  natural  killer cells).  And,  you  know,  the  advantage  for  me  of  using  iPS  cells  is  it  forms  a  really  excellent  platform  for  gene  engineering  or  modifications, right? 

So  we  can  have  a  standardized  cell  population  that  we've  expressed  CARs,  so  we  have  iPS  derived CAR-NK  cells.  We've  improved  expression  of  proteins  like  CD16, which  is  an  Fc  receptor, we've  done  work,  which  I  talked  about,  to  knock  out  things  like  the  TGF-beta   (transforming growth factor beta) receptor,  which  can  be  inhibitory  to  NK  cell  function.  There's  a  gene  called  CISH (cytokine-inducible SH2-containing protein or CIS), which  is  sort  of  a  negative  regulator  of  IL -15  signaling,  and  we're  doing  other  work  to  make  drug-resistant  NK  cells.  And  you  can  do  this  all  in  one  population  and  derive  all  your  cells  from  that.

So  there  are  other  groups—Katy Rezvani (University of Texas MD Anderson Cancer Center) also  presented  and  she's  done  excellent  work  with  cord-blood  derived  NK  cells,  so  they  make  batches  of  cells.  I  think  now  they're  at the  point  where  they  can  treat  dozens  or  maybe  a  hundred  or  more  patients  with  a  standardized  cell  product  from  what  they've  seen,  but  I  think  whether  it's  iPS  or  NK (haploidentical) or  cord  blood—and  this  is  one  of  the  things  I've  highlighted  which is sort  of  a  challenge  for  the  NK-cell  field—is  that  all  the  trials  are  relatively  limited  in  size,  right?  So  a  lot  of  either  academic  investigator-initiated  trials  or  companies  now like  Fate  Therapeutics  that  has  translated  iPS-derived  NK  cells  into  clinical  trials, but  hasn't  really  gone  beyond  phase  1.  Part  of  that  has  to  do  with  the  scaling  of  these  cell  sources  and  how  they  might  be  best  utilized.  But, you  know,  I  think  the  trials  that  have  gone  on,  whether  it's  iPS  or  cord  blood  or  peripheral  blood.  There  are  many  trials,  you  know,  which  is  how  this  really  started  using  NK  cells  isolated  from  allogeneic donors.

Again,  this  was really  pioneered  by  my  colleague,  Jeff  Miller,  when  I  was  at  University  of  Minnesota,  who used  haploidentical  donors (parents/siblings)  for  treatment  of  relapsed  AML (acute myeloid leukemia) and  that's  been  very  effective.  We've  done  work  for  20  years  showing  about  30–50%  of  patients  who  get  these  allogeneic NK cells  for  AML  can  get  into  remission,  some  of  them  lasting  a  year  or  more. But  how  do  we  scale  that  beyond  the  individual  trial , which  I  think  has  been  sort  of  the  challenge  in  the  field. 

05:59 Off-the-shelf versus self

The  other  part  about  allogeneic (off the shelf) cells,  compared  with the  autologous (self) CAR-T  cells (because  they  are  foreign  cells),  is  the  persistence  of  the  cells,  right? And  how  long  they  maintain.  Typically,  these  are  given  with  lympho-depleting  chemotherapy,  which  suppresses  the  patient's  immune  system. For  some  period  of  time,  the  cells  survive  for  typically  a  few  weeks,  but  then  they  largely  disappear.  You  can  potentially  re-dose,  which  I  think  a  number  of  these  trials  have  been  doing,  and  try  and  increase  the  scale  that  way.  But  it's  a  trade -off  from  the  autologous cell  source  where  patients'  own  cells  can  survive  for  months  or  years,  right?

And  this may  be  important  for  maintaining  that  longer-term  remission.  We  just  don’t  really  know  at  this  stage.  So  it's  been  an  interesting  field  to  see  develop,  and  I  think  will  continue  to  develop.

Andy: So, Dan, there's  essentially,  you've  mentioned,  three  sources:  the  cord  blood, peripheral  blood,  or  you  know  using  iPS-cell derived  cells. I  seem  to  remember  some  people  were  also  working  on  these  immortalized  cells.  Is  that  still  ongoing  or? 

Dan: I don't  think  very  much  so;  there  is  this  cell  line  called  NK92, which  is  essentially  as  you  say  an  immortalized  NK  cell  line.  Very  easy  to  genetically  modify.  You  can  do  all  this  stuff.  The  limit  there  is  they  have  to  irradiate  the  cells  before  they  give  them  to  the  patient, which  further  decreases  their  persistence  and  activity.  I don't  think  there's  been  a  lot  of  enthusiasm  for  NK92  cells.  I  think  it  was  sort  of  an  early  trial  to  move  this, and  I  haven't  seen  as  much  of  that  now  as  maybe  five  years  ago.  And the field seems to moving towards these  other  cell  sources. 

Andy: And  the  early  work,  I seem to  remember  that  the  cancer  was  AML,  which  was work by Jeff  Miller yeah? 

Dan: I mean  that's  really  where  I  think  NK cells continues to  show  the  most  activity  and  even  without  a  CAR.  So,  NK  cells  have  different  activating  ligands, inhibitory  ligands,  tumor  cells  can  express  the,  sorry,  the  NK  cells express  the  receptors,  the  tumor  cells  express  the  ligands.  AML  cells  are  known  to  sort  of  up  regulate  some  of  these  NK-cell  ligands. So  again,  even  without  a  CAR,  they (NK cells) can  kill,  especially  those  types  of  AML, cells  quite  well.  Solid  tumors,  you  know,  other  tumors  then  require  engineering  with  a  CAR  or  so  on.

Incidentally,  one  of  the  short  talks  at  the  meeting,  May  Dayer  from  MD  Anderson,  who  again  works  with  Katy Rezvani there,  actually  did  very  nice  work  characterizing  how  patients  with  AML, their  NK  cells  become  dysfunctional,  possibly  I  think  through  TGF-beta  production  and  other  mechanisms.  So  again,  which  is  why  presumably  if  you  give  these  third-party  NK  cells  that  are  not  dysfunctional, they  can  take  on  that  activity  as  well.  So  I  think  that's  also  sort  of  an additional insight of  why  the  allogeneic  NK  cells  might  work  well  for  AML.

But  my  real  bias,  I  think  AML  is  sort  of  the  CD-19  equivalent  for  NK  cells,  and  I  really  wish  there's  all  these  companies  and  stuff  developing  their  products,  and  they're  doing  CD-19  and  other  stuff,  and  there  are  some  doing  AML,  but  I  think  that's  where  we  can  really  gain  ground  for  NK  cell-based  therapy. 

09:26. Clinical trials and manufacturing

JC: This last  point  you  made I  find  very  interesting,  that  companies  aren't  getting  into  this  space,  even  though  there's  data  already  from  phase  1  trials showing  that  this  works. 

Dan: I  mean, to  some  extent  they  are,  but  I  wish  it  was  more,  I  guess. 

JC: Yeah,  so  I  wonder  what  is  the  roadblock,  right?  Is  it  that  it's  hard  to  manufacture  these  cells?  Is  it  that  we  still  need  technological  improvements  to  get  higher  yields  of  these  cells? Or is  it  that  we  still  don't  understand  the  biology  enough  to  move  them  forward?  Or  is  it  something  more  related  to  clinical  development  in  the  sense  that  maybe  you're  going  to  have  to  show  superiority  of  these  versus  standard  of  care? And  that  just  seems  quite  hard  to  achieve.  So  which  of  these  different  things  do  you  think  is  the  main  roadblock  to  move  these  approved  NK  cells  to  more  successful  clinical  trials?

Dan: So  I  mean  there's  a  couple  of  parts  to  this.  There's  one:  more  successful  NK  trials  in  general;  and  then  also  why  isn't  there  more  being  done  for  AML? And  I  think  there  it's  maybe  a  recognition  of  the  clinical  need and  maybe  the  company  business  models  and  so  on,  because  it  is  maybe  a  relatively  rare  disease, though  I  think  that  the  need  is  there.  Incidentally,  also  CAR  T -cells,  autologous  CAR  T -cells,  I  think  are  not  very  good—sorry  to  bias  myself — for  AML because  all  the  antigens  are  shared  with  normal  hematopoietic  cells. So  groups  are  doing  things  like  knocking  out  CD33  and  hematopoietic  stem  cells  and  treating  patients  and  potentially  transplanting  HSCs  after.  There's  no  way  to  scale  that  in  a  great  number  of  cells.  So  again,  NK  cells  really  fit  that  well.

In  general, I  think  the  challenges,  as  you  sort  of  suggested, a  lot  of  this  is  in  the  in  the  manufacturing  and  scale  of  the  cells.  I'll  say  maybe  especially for  iPS-derived cells—I  don't  know  as  much  about  the  clinical-scale  manufacturing  of  cord  blood  or  peripheral  blood—but  each  I  think  has  its  challenges.  One  thing  we  have  learned  from  these  trials  is  we  have  to  get  the  cell  dose  up  substantially.  So  Fate  Therapeutics, for  better  or  worse, were  the  first  ones  on  the  block  to  do  this. And  obviously  they  started  with  unedited  NK  cells  and  then  you'll introduce you  know  one  edit  and  now  multiple  edits,  whereas  company  now  like  Century  Therapeutics  is  doing  iPS-derived NK  cells,  their  first  product  I  think  has six  or  eight  gene  edits.

Fate  (Therapeutics) has also  started  with  a  relatively  low  dose  (100  million  cells  times  one);  and  then  you  have  to  wait  a  long  time  between  patients  because  it's  a  sort  of  first-in-human  trial. Now  we're  looking  at  trials  getting  up  to  like  10  to  the  9th cells, and  multiple  doses  of  10  to  the  9th cells.  So  that's  getting  to  be  a  like  pretty  good  number  of  cells  to  manufacture  and  store  and  make  and  all  that  stuff. So  you  know,  I  think  it  can  be  done  and  there  are  groups  that  are  doing  this,  but  it  is  a  challenge.  And  so  I  think  the  manufacturing  right  now  is  the  biggest  issue.  And  I'm  trying  to  remember  sort  of  the  other  items  you  brought  up. 

JC: If  we  needed  a  better  technology  to  increase  yield,  so  that  has  to  do  with  manufacturing,  the  other  one  was  how  much  of  the  biology  do  we  understand  so  that  we're  comfortable  moving  forward. There's  always  more  biology  to  learn,  but  it  doesn't  sound  like  that’s the hold up. 

Dan: Yeah,  I  mean,  obviously  we're  pretty  good  at  characterizing  the  cell  populations  and  there  may  be  subtle  differences  between  these  cell  sources. I  mean,  we've  done  comparison  of  our  iPS-derived NK  cells  to  peripheral  blood  and  cord  blood.  There's  gonna  be  some  differences,  but  to  me  they  seem  to  be  more  alike  than  different.  I've  heard  people  suggest  that  the  iPS-derived  NK  cells  aren't  fully  mature, but  that's  not  the  case  in  our  hands.  They  mature  over  time  as  you  expand  them  in  culture  and  we  have  ways  to  do  that.  So  I  don't  think  it's  biology  or  biology  that's  so  important, so  it's  the  manufacturing. 

13:40. Stealth, immune cloaking and protein manufacture

Dan: And  then  it's  the  immune  activity,  as  I  mentioned  before,  right?  So  again,  Century  Therapeutics and  others  are  working  on  making  more  of what  can  be  called  stealth  cells, right?  Or  less  immune  reactive.  And  again,  Sonja  Schrepfer (UCSF and Sana Biotechnology) talked  about  this  some  at  the  meeting  more  in  the  setting  of  non-immune  cells,  but  the  principle  holds,  right?  So  can  you  knock  out  class  I (MHC),  class  II (MHC),  add  HLA-E  (human leukocyte antigen E) or  CD-47  to  prevent  NK cell  killing  and  so  on,  because  the  longer  you  can  make  the  cells  survive,  presumably  the  better  their  activity. I  think  that's  also  a  challenge  people  are  trying  to  focus  on. 

JC: You  know,  it  would  be  quite  nice  to  move  on  to  the  next  issue  that  we  introduced  at  the  beginning,  which  is  the  different  therapy  areas  in  which  people  are  beginning  to  try.  But  before  we  do  that,  I  wonder  if  there's  anything  that  you  saw  at  the  meeting  that  is  particularly  exciting  about  B cells?

Dan: Yeah, Paula Cannon  (University of Southern California) talked  about  B-cell  engineering  to  make  anti-HIV  antibodies.  But  there was also  the  talk  by  this  company  called  Be Bio  that  I  thought  was  quite  clever  in that  they're  just  engineering  the  B cells  to  be  protein factories right?  So  they're  not  worried  about  making  antibodies  but  they're  very  good  about  making  proteins  right. So  they  can  make  things  like  Factor  IX  for  hemophilia. And  I  think  they  plan  to  be  in  trials  you  know  later  this  year.  I  thought  that  was  interesting  and  not  necessarily  for  just  immunology  purposes  right? Again  it's  sort  of  a  way  of  delivering  gene  therapy  or  whatever  protein  that  you  want  to  have  for  repair  or replacement  of  what's  missing.  So  yeah,  I  thought  that  was  an  interesting  new  area. 

Andy:  So  this  is  a  kind  of  new  modality,  yeah,  where  we're  able  to  produce, for  example,  I  think  Be Bio,  and  there  was  another  example  of  a  company  that  I  came  across,  ImmuSoft,  where  they're  producing  an  enzyme  in  vivo. It's  a  really exciting  new  modality. Did  they  talk  at  all  about  the  advantages  of  this  compared  with  traditional  enzyme  replacement  therapies  where  you're  injecting  the  recombinant  enzyme  itself?

Dan: Not  specifically  for  those  areas.  I  think  the  advantage  is  that  these  would  be  engrafting  cells,  right?  And  the  advantage  for  a  lot  of  these  things  is  you  don't  need  real  high  levels  of  these  proteins  or  enzymes,  right?  If  you  get  like  5–10% of  normal  levels,  people  do  pretty  well.

The  other  area,  and  maybe  we  can  come  back  to  at  the  end  because  it's  a  little  bit  different,  again,  comparing  to  gene  replacement, was  Don  Cohen's  talk  at  the  end  for  immunodeficiencies,  right,  in  HSC  (hematopoietic stem cell) gene  engineering.  And  there  he  did  talk  about,  because  some  of  these  are  done  for  storage  disorders  or  so  on  where  they  do  give  enzymes  as  sort  of  standard  of  care, and  now  they're  trying  to  do  the  HSC   gene  engineering, which  I  think  is  fantastic.  So  there  they  did  talk  a  little  bit  more  of  he  talked  about  one  versus  the  other,  but  not  as  much  necessarily  for  these  other  conditions.

16:51. Safety, cost, availability and standardization 

Andy: Before  we  leave  NK  cells  though,  I  have  a  couple  of  questions.  First  is  you  know  one  of  the  advantages  of  NK  cells  was  the  fact  that  compared  with  CAR-Ts,  you're  not  really  suffering  from  the  same  kind  of  issues  with  cytokine  storm  and  immune  rejection  (for T cell disorders) because they're  (NK cells) are allogeneic cells  to  an  extent (when  you're  using  haploidentical sources).  So  given  the  fact  that  all  the  time  this  is  going  on.  The  CAR-T  cell  field  is  finding  ways  of  dealing  with  cytokine-storm  issues. Do  you  see  that  kind  of  advantage  of  NK  cells now kind  of  falling  behind,  or  do  you  still  think  that they're  the  kind  of  gentle  giants,  aren't  they,  compared  with  T  cells?

Dan: Well,  so  yeah,  we  didn't  get  into  sort  of  the  advantage  why  we  want  to  do  allogeneic  cell  therapy  in  general,  whether  it's  NK or  T  cells.  Part  of  it  is  the  cost, right? So  the  autologous  products  that  are  made  on  a  patient-specific  basis that  cost—about  a  half  a  million  dollars  just  for  the  manufacturing —is  significant.  And  when  these  ever  do  expand  into  solid  tumors  or  things  where  the  market  might  be  10x,  that  could  be  an  even  bigger  issue  compared  to,  say,  the  CD19 T cells.  So  cost;  availability,  right? So  that  autologous  therapies  take  about  three  weeks  to  manufacture, not  every  patient  has  that  amount  of  time  before  their  disease  progresses.  So  again,  if  you  can  have  a  ‘quote-unquote’  off -the -shelf  cell  therapy  product  that's  there  where  the  patient  needs  it, those  are  the  type  of  things  that  we  want  to  move  to.  I  do  think  the  CAR -T  cell  field  is  moving  towards  shorter  manufacturing  periods. 

The  toxicity, I  mean,  it  is  an  issue  that's  probably  also  an  issue  why  autologous  CAR  T -cells  have  to  be  done  at  a  tertiary  specialty  medical  center  because  patients  do  get  the  cytokine  release  syndrome, or  neurotoxicity  is  the  other  major  issue. NK  cells  don't  seem  to  cause  that,  and  even  though  they're  allogeneic cells,  they  don't  cause  graft-versus-host  disease.  And,  and  maybe  it's...  getting  somewhat  better  for  the  CAR-T  cells.  And  without  taking  this  the  wrong  way,  it  is  part  of  the  effectiveness  of  the  cells  and  the  proliferation  of  the  cells.  A  little  bit  of  these  immune  reactivity  and  stimulation  is  not  necessarily  a  real  bad  thing.  And  maybe  I  wouldn't  mind  seeing  a  little  bit  more  in  the  NK  cells  to  show  that  they're  getting  activated  a  little  bit  more  up  until  a  point. We  are  definitely  getting  better  at  managing  these  type  of  toxicities.  I  mean,  it's  an  important  consideration.  I  don't  think  that's  the  major  differential  between  autologous  and  allogeneic  therapies. 

I  think  it's  more  the  cost  and  the  availability  and  the  standardization  of  the  product  because  for  an  autologous  therapy,  everybody's  getting  something  different.  And  if  it  works  or  doesn't  work, is  it  because  the  difference  in  the  tumor  is  a  difference  in  the  cell  product  and  so  on?  But  if  you  have  a  standardized  allogeneic  product,  you  can  better  understand  what  is  important  for  efficacy  and  not, because  everybody's  getting  the  same  thing.  I  always  use  the  example,  you  know,  I  want  this  like  my  blood-pressure  medicine.  When  I  get  it,  it's  standardized,  everybody  gets  the  same  thing,  I  go  to  the  pharmacy  and  pick  it  up  and  it's  ready  to  go.  It's  not  made  on  a  one-off  basis.  You  know,  I  think  that's  eventually  where  we  want  to  go for  these  cell  therapies.

So  the  other  analogy  is  like  antibody  therapies, right?  So  again,  when  I  was  in  training  and  rituximab  (Rituxan) came  out  2025  years  ago,  this  is  the  first  CD20  monoclonal  antibody  for  cancer  treatment,  was  effective, there  were  some  side  effects,  people  would  get  some  immune  reactivity  against  this,  and  as  a  protein  product,  people  are  like,  how  are  we  going  to  make  enough  of  this?  How  is  this  gonna  be  used? And  now  there's  what  dozens  of  monoclonal  antibodies  that  you  can  get  for  cancer  therapy  and  non -cancer  therapy. And  you  can  get  them  basically  anywhere  in  the  world  and  this  is  very  standardized. So  you  know  we're  not  obviously  there  yet  for  the  cell  therapy  but  20  years  from  now  or  so  on  maybe  that's  hopefully  where  we  can  get.

Andy: So  one  last  question  because  we  need  to  move  on. Where  do  you  see  the  killer  apps  for  NK  cells  compared  with  T  cells?

Dan: AML. I  mean,  I  think  that  really  should  be  the  focus.  I  think  autologous CAR-T  cells don't  work  that  well,  or  they  have  again  complications.  We  know  NK  cells  will  work.  You  might  be  able  to  make  them  even  better.  There  is  still  a  tremendous  clinical  need  for  better  treatments  for  relapse  AML.  When  we  first  started  doing  this,  I  mean,  I  hear  things  like,  "Oh,  there's  eight  new  drugs  that  have  just  been  approved  for  AML."  They  all  target  individual  sort  of  gene  mutations.  None  of  those  are  curative,  whereas,  you  know,  I  think  in  the  right  scenario  for  NK  cells, they  can  be.  We've  done  some  work  to  make  these  even  more  effective.  Again,  if  people  are  out  there  listening  to  interest  in  this,  go  after  AML.  I  think  that's  the  best  application  for  this.

22:00. Stampede into autoimmune disease

JC: The  other  area  we  were  trying  to  get  some  insight  into  was  the  new  therapeutic  areas  where  cell  therapy  is  going  to  claim  wins,  right?  And  people  have  been  talking  about  autoimmunity for  a  while, the  retina.  There  were  some  talks  at  the  meeting  on  neuroscience  applications.  What's  happening  in  that  area?  Where  do  you  see  the  low -hanging  fruit?

Dan: No,  these  are  all  very...  interesting.  Getting  back  to  the  CAR-T cells,  there  was  a  speaker  from  a  company  who's,  I  actually  don't  think  they  are  in  clinical  trials  yet  for  the  CD19  CAR-T cells,  but  they  talk  primarily  about  work  that's  been  done  in  Germany  that  first  did  some  of  these  trials  or  continue  to  do  and  has  published  some  of  this  on  CD19  CAR  T -cells  for  primarily  lupus  and  maybe  moving  into  autoimmune  disease.

Andy: Was that the work by Fabian Muller? 

Dan: I  believe  so. 

Andy: Right,  University Hospital Erlangen,  is  that  right? 

Dan: Yes,  I  believe  so.  Really  fantastic  results, right?  For  lupus  it's  like  10  out  of  10,  or  12  out  of  12  patients,  all-in  CRs (complete responses),  going  out  two  years  or  more.  No  disease  activity,  like  gone.  It's  very  early  stages, but  very  exciting.  exciting.  Everybody's  jumping  on  the  bandwagon.  So,  you  know,  every  T -cell,  auto-allo, everybody  says,  oh,  we're  gonna  be  an  autoimmune  company. It's  a  lot  of  enthusiasm  over  a  dozen  patients.  And  it  is  a  little  bit  different  in  how  we  think  about  the  pathogenesis  or  pathophysiology  of  autoimmune  disease which  has  been  typically  thought  of  largely  T -cell  mediated,  but  these  are  knocking  out  B cells,  which  for  lupus  probably  makes  sense  because  you  get  a  lot  of  autoantibodies  produced  and  so  on.  Whether  it's  the  same  thing  for  other  autoimmune  disease  I  don't  know  if  it'll  work  the  same  but  I  think  very  interesting  and  I  think  that's  in  the  to  be  seen.

The  other  thing  that  was  brought  up  and  I  think  is  important  because  we  started  treating  a  few  patients  for  multiple  sclerosis  would  consider  the  standard  autologous  amount  of  cell  transplants, not  a  CAR-T.  But  what  I  saw  from  those  patients  and  what  was  mentioned  here  is  treating  these  patients,  collecting  the  cells,  manufacturing  the  cells  and  so  on  from  non -cancer  patients  seems  to  be  much  easier  than  from  cancer  patients. And  these  are  patients  who  have  not  seen  chemotherapy  before.  Their  bone  marrow  is  not  as  beat  up  from  previous  therapies.  So  they  collect  a  lot  of  cells.  Their  immune  cells  are  very  healthy. The  patients  do  very  well  with  this.  And  so  while we  would  like  to  move  towards  allogeneic  cell  products  for  these  things.  And  there's  obviously  going  to  be  the  logistics  and  the  cost  for  the  autoimmune  disease.

You  know,  the  toxicity  and  then  the  patient  health  may  be  easier  to  manage  at  least  at  this  point.  And  the  long -term  persistence  of  those  cells  may  be  important. We  don't  know.  So  again, the  autologous T  cells  will  persist  for  months  or  years.  Allogeneic cells  probably  not  so  much,  whether  you  can  just  give  one  big  knockout  punch  and  reset  the  immune  system,  which  is  kind  of  what  people  also  claim  that  these  do.  And  there's  a  lot  of  hand  waving  around  that  because  nobody's  entirely  clear  what  that  means,  but  it  does  seem  to  help.  So  early  stages,  everybody's  again  jumping  on  the  bandwagon there.

Andy: Obviously  cancer,  there's  this  kind  of  risk-benefit  ratio,  yeah?  And  the  toxicity  of  the  treatment  that  you  will be  prepared  to  endure  to  fight  the  cancer. Autoimmune  disease  is  a  slightly  different  risk-benefit  ratio.  So  I'm  just  wondering  if  you  could  talk  to  two  aspects.  So  obviously  there's  been  a  lot  of  chatter  quite  recently about  these  lymphomas  that  have  been  discovered  in  a  tiny,  tiny  fraction  of  patients  who  have  received  these  CAR -T,  was  it  for six  approved  CAR -T  therapies  they  found  roughly  14  cases  among  27,000  doses  given? Vanishingly  small,  and  yet,  if  you're  fighting  cancer,  compared  with  fighting  an  autoimmune  disease  that  may  seem  to  be  an  issue.  And  then  the  other  thing  I  wanted  to  ask  about  obviously  you  know  lymphodepletion  is  an  important  part  of  the  pre-treatment  and  so  do  you  think  that  we're  gonna  get  around  lymphodepletion  for  autoimmune  indications?

Dan: Well  we  also  don't  know  how  much  that (lymphodepletion) is  part  of  the  therapy  right?  That's  good  treatment  for  autoimmune  disease,  and  that's  actually  one  of  the  questions  is  how  much  of  the  cells  helping  versus  just  chemotherapy?

When  we  do  this  for  MS,  it  is  really  an  autologous  hematopoietic  cell  transplant.  It's  essentially  just  giving  a  big  slug  of  cyclophosphamide,  which  is  very  immunosuppressive. The  cells  are  incidental, they're  just  a  way  to  rescue  from  the  toxicity.  So,  it  is  really  the  immunosuppression  that  benefits that.  And  again  MS  is  now  accepted  by  the  American  and  European  BMT  (Bone Marrow Transplant) societies  as  you  know  autologous transplants  being  an  effective  therapy.

Some  of  these  autoimmune  diseases  are  just  as  lethal  as  cancer.  So  the  mortality  of  somebody  with  severe  lupus,  those  curves  can  look  very  similar  to  some  malignancies  and  some  types  of  lymphoma  and  so  on.  So  I  think  that  the  clinical  need  is  there.  The  risk  benefit  in  terms  of  toxicity  and  secondary  malignancies  is  very  much  the  same.  I  agree.  I  mean,  the  amount  of  consternation  that's  come  up  about  these  T-cell  lymphomas  from  the  CAR-T  cells,  we  don't  know  if  that's  from  the  tumor,  we  don't  know  if  it's  from  the  cells.  Again,  it  gets  into  why  having  a  standardized  allogeneic product  could  be  better  if  it's  just  as  effective, right,  because  you  want  wouldn't  presumably  have  some  of  these  integration  effects  or  stuff  that  might  cause  that. 

So  that's  going  to  be  a  concern,  but  there's  still  a  lot  of  other  treatments  for  the  autoimmune  disease. It's  not  like  everybody's  going  to  get  it,  and  so  it's  for  these  very  refractory  cases  where  you  want  to  do  it,  and  so  I  think  the  risk-benefit  becomes  more  neutral  when  these  patients  have  a  central  and  equivalently  lethal  disease. And  then  there's  just  the  toxicity  of  the  treatment  itself  right  as  you  mentioned  the  CRS  (cytokine release syndrome) and  the  neurotoxicity  and  maybe  you  accept  a  little  bit  more  of  that  in  in  a  cancer  therapy  than  an  autoimmune  disease  but  again  the  patients  may  be  healthier  they  may  be  able  to  better  tolerate  these  things. Hopefully,  there's  not  some  untoward  event  that  sort  of  sets  back  this  whole  area.

JC: Sometimes  it's  not  only  what  the  patient  is  willing  to  accept  in  terms  of  risk,  right?  It's  what  the  regulators  think  would  be  a  good  risk.  And  that's  where  some  of  these  therapies  end  up  meeting  an  unsurmountable  obstacle, the  regulatory  concern,  more  than  what  the  patient  is  willing  to  accept.  Yeah,  we  should  move  on  to,  oh,  so  you  were  about  to  tell  us  about  the  other  areas  like  retina  and neuro.

28:59. Neurological cell therapies and beyond

Dan: So  yeah,  the  other  area  I  wanted  to  highlight  is  the  neurologic  disease.   Lorenz  Studer  from  Memorial  Sloan-Kettering,  who's  really  pioneered   human  ES (embryonic stem) cell-derived dopaminergic  neurons  and  is now  working  with  a  company  called  BlueRock  that's  treated  a  dozen  patients  with  these  dopaminergic  neurons  for  Parkinson's  disease.  I  don't  know  how  much  efficacy  data  they've  presented, but certainly  safe  and  exciting  to  see  that  in  trials  and  seemingly  going  well. 

The  other  was  a  talk  from  a  company  called  Neurona,  which  have  done  at  least  one  of  their  patients  here  at  UC  San  Diego  for  epilepsy; so  they  have  a  way  from  ES  or  some  other  early  stem  cell  source,  of  making  inhibitory  neurons,  I  believe.  So  they're  actually  using  this  to  treat  patients  with  refractory  epilepsy. They've  presented  six  or  seven  patients.  Again,  these  are  early  phase  results,  but  these  are  patients  who  have  seizures  and  even  in  these  early  trials  have  gone  away  to  a  large  part. Early  stages,  but  really  interesting  and  exciting  to  see  these  things  getting  in  the  clinic. 

Those  are  all  interesting  areas  and  great  to  see  the  field  progress. You  know,  a  lot  of  the  comments  you  hear  about  sort  of  the  stem  cell  field  is  like,  well,  you  know,  it's  a  lot  of  hype,  but  what  are  you...  really  doing?  And  now  all  these  different  diseases  are  getting  into  the  clinic.

I  don't  think  we  had  a  speaker  from  Vertex,  but  we  wanted  somebody  to  talk  about  IPS-derived pancreatic  islet  cells,  which  are  in  trials.  Sonja  Schrepfer  talked  about  that to some  extent. You  know,  other  groups  working  on  liver;  I  think  there  was  even  a  short  talk  of  biliary  cells.  So  those  are  maybe  a  little  further  behind. But  islet  cells  are  certainly  in  clinical  trials. Cardiac  cells  continue  to  get  worked  on  and  so  on.  More  and  more  getting  into  the  clinic,  I  think,  is  great. 

JC: It's  interesting  to  hear  about  the  experience  with  the  Parkinson's  patients  and  the  epilepsy  patients. As  you  may  know,  there's  a  literature  that  goes  back  34  years  ago  when  people  were  doing  these  kind  of  transplant  from  embryonic  cells,  and  it  was  similar  to  this. The  initial  experiments  came  up  positive  and  people  were  very  excited.  But  when  people  did  the  more  rigorous  trials,  it  was  like  one  third  of  the  patients  would  get  better,  one  third  would  show  no  effect, and  one  third  would  get  worse.  So  hopefully  in  these  cases,  we're  finding  a  better  success  rate,  but  it's  a  very  difficult  area  in  which  to  get  results.  And  then  there's  a  concern  about  generating  tumors;  again,  30  years  ago,  when  people  were  talking  about  these  kind  of  transplants,  there  were  a  lot  of  concerns,  some  of  which  actually  were  very  legitimate.  So  it  will  be  very  good  news  if  these  new  generation  of  therapeutics  are  more  successful.

Dan: Yeah,  yeah,  I  followed  this  field  for  Parkinson's,  Curt  Freed (University of Colorado)  and  such  did these trials  with  fetal  cells,  right?  I  mean,  but  now  the  advantage  is,  again,  we  have  a  standardized  cell  source, right?  So  if  these  are  ES-  or  iPS-derived  in  those  early  trials,  do  people  do  better  or  worse?  Because  everybody  was  getting  something  different  and  very  hard  to  standardize.  So  now  having  the  standard  cell  source  makes  it  easier  to  understand  who  would  benefit  and  who  might  not. So  that's  going  to  be  an  advantage  going  forward  for  any  of  these  treatments.  They  seem  to  be  having  efficacy  very  early,  even  though  they  don't  think  these  cells  necessarily  integrate  or  are  really  active  for  maybe  a  month  or  two. Patients  seem  to  get  better,  whether  it's  placebo  or  something  else,  soon  after  they  get  the  treatment  or  the  immunosuppression  or  something  else.  So  a  lot  unknown. 

JC: Yeah.  34  years  ago  when  people  were  doing  those  transplants, they  found  a  similar  thing.  And  people  were  wondering,  so  what  is  the  mechanism  whereby  these  transplants  work?  And  they  didn't  know  if it  was  a  paracrine  effect.  I  don't  think that  people  felt  that  those  transplants  really  integrated  in  a  meaningful  way  at  restoring  the  previous  network.  I  don't  think  that  was  the  mechanism  people  were  thinking  about. 

Dan: One  of  the  key  things  about  this  meeting  was  the  diversity  of  cell  therapies  that  are  out  there  now  and  how  much  of  this  is  getting  into  the  clinic  and  that  was  the  comment  I  think  I  heard  from  a  lot  of  people  there: “ I  didn't  know  all  this  was  going  on  everybody's  kind  of  focused  on  their  area  so  it  was  was  really  good  to  kind  of  get  this.”

33:30. Off the shelf and in vivo engineering

Andy: We've  talked  about  autologous  and  allogeneic. It  seems  like  we  are  moving  into  a  new  era.  Is  this  one  of  the  themes  that  you  would  take  away  from  the  meeting  Dan?  That  off  the  shelf  cell  therapies  which  really  is  very  much  an  important  development  if  we're  going  to  turn  these  into  commercial  therapies  where  you  can  distribute  these  effectively, manufacture  them  effectively.  That  leads  to  this  question  of,  do  you  have  a  feeling  that  we're  entering  a  new  era  in  which  off-the-shelf  cell  therapy  is  becoming  a  reality?

Dan: So,  I  guess,  again,  that's  whether  you're  doing  it  talking  about  cancer  therapy  or  non -cancer,  right?  I  mean,  I  think  it's  clearly  moving  ahead  in  both  areas.  We  talked  about, again,  the  advantage  for  the  allogeneic  CAR-NK cells  compared  with the  autologous.  And  these  other  diseases,  again,  are  by-and-large  allogeneic  cells.  There  are  companies, and  again,  there's  one  here  in  San  Diego,  Aspen Neuroscience,  that's  actually  doing  autologous  dopaminergic  neurons  for  Parkinson's,  more  challenges  there,  but  maybe  less  issues  with  immune  reactivity.

The  last  thing  I  think  we  talked  about  we  want  to  touch  on  in  the  last  few  minutes  is  the  in  vivo  therapy,  right?  I  think  that's  really  the  next  evolution  of  whether  it's  off  the  shelf  or  standardized  or  easier  to  deliver  therapies,  right? 

Andy: So  what  do  you  see  as  the  technological  developments  that  are  going  to  allow  in  vivo  therapy compared  with  what  we've  really  seen  so  far,  which  is  ex  vivo  modified  cell  therapy?

Dan: This  is  an  area  where  my  group  has  gotten  into  a  little  bit  just  because  of  the  scale -up  challenges  with  the  allogeneic  products.  What  if  we  could  engineer  patients'  own  cells  to  be  the  CAR -T  cells  or  the  NK  cells  to  kill  tumor  cells?  Or,  it's  also  being  done  for  gene  correction  for  things  like   sickle  cell  disease  or  so  on,  right?  So  instead  of  taking  the  cells  out  or  making  the  cells  in  the  lab, engineering  them,  giving  them  back,  give  some  sort  of  vector  to  repair  or  engineer  patients'  own  cells. 

So  the  issues  there  are  specificity, right,  and  safety  and  efficacy.  How  do  you  target  just  the  cells  that  you  want  and  others,  and  then  how  do  you  do  this safely?  So  there's  a  few  different  technologies  that  people  are  using  either  viral  vectors. I  mean,  this  is  obviously  classically  been  done  sort  of  with  lentiviral  or  AAV  (adeno-associated viral) vectors.  But  now  moving  beyond  that,  a  big  area  of  interest  are  LNPs,  lipid  nanoparticles. So  this  is  what  billions  of  people  have  now  been  treated  with  for  COVID  vaccines.  That's  a  very  large  number.  So  these  can  be  scaled  up  quite  effectively.  Our  first  speaker,  I'll  just  highlight  from  the  meeting,  you  know,  keynote  was  Drew  Weisman,  who  just  won  the  Nobel  Prize  for  development  of  this  mRNA  technology  with  LNPs  that's  been  used  for  the  COVID  vaccine.

So  he's  very  much  getting  into  other  areas  of  LNP  delivery.  There  are  different  ways  you  can  use  this,  and  I'm  learning  about  as  well,  you  can  change  lipid  formulations  to  target  different  types  of  cells  to  some  degree  if  they  have  a  positive  charge  or  negative  charge. You  can  also  link  to  conjugate  them  to  antibodies, right?  Which  is  what  we're  doing  so  you  can  target  different  immune  cells  or  different  cells  of  interest.

The  other  area  that  my  group  has  gotten  interested  in is  so-called virus-like  particles.  So  instead  of  having  sort  of  infectious  lenti or AAV,  we  can  use  a  stripped  down  version  of  this  as  essentially  a  membrane  delivery  vehicle  for  mRNA  to  target  specific  cells. And  again,  those  can  be  engineered  in  different  ways  with  scFvs  or  DARPins  to  target  different  immune  cells. 

Another  way  I  thought  was  interesting  to  change  or  improve  the  specificity  of  this  effect. So  there's  a  company  called  Orna,  which  is  for  circularized  RNA,  which  is another  way  to  improve  the  persistence.  And  they've  done  this  all  with  supposedly  a  charged  LNP  that  can  target  T  cells, NK  cells,  and  macrophages.  By  changing  sort  of  the  composition  of  the  RNA  with  different  IRES  (internal ribosome entry sequences)  or  different  regulatory  sequences,  you  can  change  how  this  is  expressed  or  not  in  different  immune  cells. You  might  hit  a  lot  of  cells,  but  if  you  only  get  the  RNA  expressed  in  your  cell  type  of  interest  that's  another  way  of  adding  specificity. 

We're  interested  in  doing  this  for  essentially engineering  CAR  cell  therapies  and  more  effectively. Others  again  like  my  colleague  Hans-Peter  Kiem  or  others  are  trying  to  do  HSC  gene  engineering  for  gene  repair  for  sickle cell or beta thalassemia that'll  see  our  you  know  immunodeficiencies  potentially  could  be  used. So early  stage, but  I  think  a  lot  of  interest  moving  into  this  area. 

38:13. Commercialization headaches

JC: We have one  final question for you Dan,

Dan: Before  we  get  to  the  last  thing,  the last  speaker  who  I  really  wanted  is  Don  Kohn (UCLA). He  has  30  plus  years  of  work  for  HSC  gene  engineering.  He's  been  doing  this  for  treatment  of  immunodeficiencies.  These  are essentially  bubble  boy  disease,  right?  Which  they  can  now  cure  through  this  engineered  hematopoietic stem  cells.  They've  treated  and,  you  know,  his  group  at  UCLA  and  they  collaborate  with  groups  in  Europe,  treated  50  or  so  patients  with  this  and  maybe  more  worldwide  with  fantastic  results, 90+ percent, long -term success.  They've  tried  to  commercialize  this.  So  there's  a  company  (Orchard Therapeutics) that  sort  of  licensed  this  technology  and  then  they  found  they  couldn't  make  enough  money  because  they're  just  not  enough  patients. So  they  actually  got  the  technology  back  into  the  academic  setting  and  they're  trying  to  figure  out  how  to  move  forward.  So  it's  unfortunate  when  these  business  interests  supersede  the  patient's  interests.  It's  been  a  great  success  and  hopefully  an  area  to  continue  to  highlight  and  move  forward  from.  So  it  was  very  fitting  to  have  him  conclude  the  meeting  as  well. 

JC: Yeah. I  visited  his  lab  about  a  year  ago.  So  we  talked  a  little  bit  about  this  experience  that  you're  sharing  with  us  that  he  had  licensed  therapeutics,  but  then  there's  no  commercial  model  that  might  be  successful. And  then  they  have  to  go  back  to  square  one. It's  quite  unfortunate.  And  I  completely  agree  that  that's  something  that  we  need  to  address  because  the  science  is  quite  mature  in  that  space. 

Dan: Yeah, there  needs  to  be  some  commercial  solution  for  these  things. 

39:51. Dan’s drink

JC: The  last  question  Dan,  as  we  have  said  the  podcast  is  called  The  Mixer,  and  that's  because  we  always  try  to  combine  our  interest  in  science  with  our  interest  in  cocktails. So  our  last  question  to  you  is,  what  is  your  go-to  drink? 

Dan: I'll  say  I'm  more  beer  than  wine.  If  I'm  having  something  mixed. If  I'm  making  it  'cause  it's  easy,  it's  probably  gin  and  tonic.  Manhattan  would  be  the  other...  other  sort  of  I've  tried  to  learn  how  to  make  good  Manhattan, but  it's  challenging. 

JC: Well,  practice  makes  perfect,  right?  And  Manhattan  is  very,  very  easy.  The  area  code  of  Manhattan  is,  you  know,  it's  212.  So  it's  two  ounces  of  whiskey, one  ounce  of  sweet  vermouth,  and  then  two  dashes  of  angostura  bitters;  very  straightforward  drink.  I  encourage  you  to  practice  Dan,  and  hopefully  next  time  you  join  us  in  the  Mixer,  we  can  share  a  glass with  you.

Dan: I’ll keep  that  in  mind. 

JC: Very good. Well  it's  been  a  great  conversation. Thank  you  very  much  Dan. 

Dan: Yeah  okay  good  thanks  hope  this  turns  out  well. 

Andy: So clearly a lot of excitement in adoptive immune therapy, whether it's T cells or NK cells, and this move out of cancer to autoimmune indications. I was particularly interested in his comments about the quality of cells you can harvest from autoimmune patients, rather than cancer patients. It's also going to be interesting to see whether these regenerative stem cell therapies pan out. They've been a long time coming, it's been many decades and still many questions of unsettled science I think, how the cells implant integration into existing tissue structures, issues such as immune stealth that Dan touched upon a little and persistence, I think, are still quite up in the air. Then, of course, we've had the recent news that Vertex, which is the most advanced clinical trial of these ES cell derived pancreatic beta cells, was stalled. So, a lot of excitement, J .C., yeah?

JC: Yeah, I'm glad we have this episode. I think it's an area of great interest. I'm particularly interested in in the regenerative medicine aspect of this because as we talked during the episode, it's an area where we've been getting results for decades and yet progress has been somewhat limited. I was very struck by Dan's comment that one advantage that we have now is that we can characterize the cells much better than we could in the past. And I think he's right, the fact that a lot of these new transplants and new experiments involved iPSC-derived cells is actually a promising advantage. So I look forward to the results because the proof is in the pudding. Also this thing about moving away from cancer towards other indications, I think it's very interesting. And if I were a betting man, I would bet for autoimmunity as the area where we're going to see exciting results in the near future.

Andy: What about Dan's choice of cocktail?

JC: Yeah, Manhattan. Very elegant drink. I love a good Manhattan. I didn't mention during the episode that the official whiskey for a Manhattan is rye whiskey. You can just use bourbon or other varieties, but the official one is rye. And the other thing that I failed to mention is the final ingredient in it. the cocktail, which is a maraschino cherry. So that is what adds some element of elegance and there's some sweetness to the cocktail that is quite welcome. So hopefully we can share one  one of these days.

Andy. Absolutely. Look forward to it, JC. We'll put all of the ingredients down below in the description. Thanks everybody for listening. Thanks, Dan, for participating. and see you all next time. Cheers!