Multiplexed Spatiotemporal Proteomics-Guided CAR-T Cell Engineering: A Modular Pipeline for Antigen Drift Compensation in Relapsed/Refractory Hematologic Malignancies

Authors

  • Sam Garcia Professor
  • Dana Thompson PhD
  • Jesse Harris Associate Professor
  • Chris Adams D.Sc

Keywords:

CAR-T cell therapy, antigen escape, spatiotemporal proteomics, single-cell RNA sequencing, CRISPR-Cas9 multiplexing, hematologic malignancies, CD19/CD22 dual targeting, clonal tumor heterogeneity, adoptive cell immunotherapy

Abstract

Antigen escape remains a principal mechanism of treatment failure following chimeric antigen receptor T-cell (CAR-T) therapy in relapsed/refractory hematologic malignancies. We present a modular, multiplexed spatiotemporal proteomic framework integrating mass cytometry (CyTOF), single-cell RNA sequencing (scRNA-seq), and CRISPR-Cas9-mediated tandem antigen-targeting to counteract clonal antigen drift in B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) and diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). Utilizing a cohort of 84 post-CAR-T relapse specimens, our pipeline systematically mapped intratumorally heterogeneous surface antigen profiles at single-cell resolution, enabling iterative CAR construct recalibration. Dual-targeting CD19/CD22 constructs engineered via our protocol demonstrated a 61.3% reduction in antigen-loss escape variants in murine xenograft models. These findings establish a reproducible, clinically translatable methodology for adaptive CAR-T cell redesign informed by real-time proteomic surveillance.

Author Biographies

Sam Garcia, Professor

Professor
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany

Dana Thompson, PhD

PhD
Seoul National University College of Medicine
103 Daehak-ro, Jongno-gu, Seoul 03080, Republic of Korea

Jesse Harris, Associate Professor

Associate Professor
University of Toronto, Temerty Faculty of Medicine
1 King's College Circle, Toronto, Ontario M5S 1A8, Canada

Chris Adams, D.Sc

D.Sc
Erasmus University Medical Center
Dr. Molewaterplein 40, 3015 GD Rotterdam, The Netherlands

References

Бортный Н.А., Бортная Т.Н. Нормальная физиология. Москва. «ЭКСМО», 2011. - 384 с, С. 123-128.

Шаповалова, В. В., Шармазанова, Е. П., Бортный, Н. А., & Скорик, А. Р. (2018). Комплексная лучевая диагностика некротического энтероколита у новорожденных. Здоровье ребенка, 13(Приложение 1), 100-106.

Хвисюк, О. М., Марченко, В. Г., Жеребкін, В. В., Жадан, І. А., Соболєва, І. А., Бодня, К. І., ... & Пересада, Н. О. (2014). Інноваційні освітні технології в реалізації програм безперервного професійного розвитку лікарів. Медична освіта, (4), 124-127.

Султанова, М. М. (2019). Особенности течения и разрешения посттравматических эндофтальмитов у детей. Вісник проблем біології і медицини, 1(1 (148)), 173-177.

Гашимова, Н. Ф., Касимов, Э. М., Султанова, М. М., & Исмаилзаде, С. Ч. (2014). Организация раннего выявления и лечения ретинопатии недоношенных в Азербайджане. Azərbaycan Oftalmologiya Jurnalı, (14), 58-63.

Sultanova, M. M., & Hasanova, R. M. (2024). ASSESSMENT OF VISUAL FUNCTIONS OF CHILDREN BORN IN CONSANGUINEOUS MARRIAGE ON THE BASIS OF APPEAL TO THE DISABILITY COMMISSION. ВЕСТНИК ПРОБЛЕМ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ, 1(4), 611.

Bakardzhiev, I., Ignatova, I., Gesheva, D., Stefanova, K., & Georgieva, V. (2023). Bioflavonoids in medical cosmetology. Journal of Varna Medical College, 6(1), 30-33.

Бакърджиев, И., Игнатова, И., Гешева, Д., Стефанова, К., & Георгиева, В. (2023). БИОФЛАВОНОИДИ В КОЗМЕТИКАТА.

Ignatova, I., Stankov, D., & Gesheva, D. (2022, December). Resonance Electromagnetophoresis. In Varna Medical Forum (Vol. 11, pp. 277-279).

Гешева, Д. (2022). НОРМАТИВНА ОБУСЛОВЕНОСТ НА ПРАКТИЧЕСКОТО ОБУЧЕНИЕ ПО СПЕЦИАЛНОСТ „МЕДИЦИНСКИ КОЗМЕТИК “, БЛАГОПРИЯТСТВАЩА ПРИЛАГАНЕТО НАЛИЧНОСТНО–ОРИЕНТИРАН ПОДХОД. ОСМА НАУЧНА ДОКТОРАНТСКА СЕСИЯ 28.04. 2022 г., 59.

Published

2024-09-16

Issue

Section

Articles