Preclinical and clinical evaluation of belantamab mafodotin based immunotherapy combinations in multiple myeloma

Abstract

[ES] Belantamab mafodotin (belamaf) es un conjugado anticuerpo-fármaco dirigido contra BCMA con una actividad prometedora para el mieloma múltiple en recaída/refractario (RRMM) en regímenes basados en combinaciones. Sin embargo, debido a su reciente introducción, aún no se conocen bien sus mecanismos de resistencia. Esta tesis tuvo como objetivo evaluar el potencial terapéutico de las combinaciones basadas en belamaf y esclarecer los mecanismos implicados en la resistencia adquirida, mediante modelos preclínicos y el análisis de datos clínicos. La combinación de belamaf con daratumumab mostró sinergia en líneas celulares de mieloma múltiple y modelos murinos, aumentando la citotoxicidad a dosis bajas y promoviendo la muerte celular inmunogénica. Para modelar la resistencia, se generaron líneas celulares resistentes a belamaf y se sometieron a análisis transcriptómicos y genómicos, que revelaron pérdida de expresión de BCMA y activación de vías asociadas a la respuesta inmune, la fosforilación oxidativa y la regulación del ciclo celular. La validación funcional demostró que la sobreexpresión estable de BCMA restauró completamente la sensibilidad a belamaf en uno de los modelos, mientras que en el otro solo se observó una recuperación parcial, lo que sugiere la implicación de mecanismos adicionales. Para explorar el impacto inmunológico de belamaf en un contexto clínico, se analizaron los perfiles inmunes de los pacientes incluidos en el ensayo GEM Bela-VRd, que evalúa la adición de belamaf al esquema estándar VRd (bortezomib, lenalidomida, dexametasona) en pacientes con mieloma múltiple de nuevo diagnóstico y candidatos a trasplante. Se observó una reducción de linfocitos totales y células T CD4+ en sangre periférica, sin evidencias de un fenotipo exhausto en las células efectoras. Los análisis exploratorios también mostraron una disminución progresiva de las células plasmáticas malignas y un aumento en la expresión de marcadores asociados con muerte celular inmunogénica. El recuento absoluto de linfocitos totales, células T CD8+ y células NK surgió como un posible biomarcador de respuesta, con valores más altos asociados a respuestas más profundas, tanto en el ciclo 3 como al final de la inducción. En conjunto, estos hallazgos aportan una justificación preclínica sólida para el desarrollo clínico de la combinación de daratumumab y belamaf. Paralelamente, nuestros análisis de inmunomonitorización en el ensayo GEM Bela-VRd subrayan la relevancia de seguir el perfil inmune durante el tratamiento, ofreciendo biomarcadores potenciales para guiar la evaluación de la respuesta en el mieloma múltiple.

[EN] Belantamab mafodotin (belamaf) is an antibody-drug conjugate targeting BCMA with promising activity for relapsed/refractory multiple myeloma (RRMM) in combination-based regimens. However, due to its recent introduction, its resistance mechanisms are not yet fully understood. This thesis aimed to evaluate the therapeutic potential of new belamaf-based combinations and to elucidate mechanisms underlying acquired resistance, both through preclinical models and clinical data analysis. The combination of belamaf and daratumumab exhibited strong synergy in multiple myeloma cell lines and mouse models, enhancing cytotoxicity at low doses and promoting immunogenic cell death. To model resistance, belamaf-resistant cell lines were generated and subjected to transcriptomic and genomic profiling, revealing BCMA loss, and activation of immune response, oxidative phosphorylation, and cell cycle regulation pathways. Functional validation demonstrated that stable overexpression of BCMA fully restored belamaf sensitivity in one model, while only partial restoration was observed in the other model of resistance, suggesting the implication of additional mechanisms. To further explore the immunological impact of belamaf in a clinical setting, we analyzed immune profiles from patients enrolled in the GEM Bela-VRd trial, which investigates the addition of belamaf to the standard VRd regimen (bortezomib, lenalidomide, dexamethasone) in newly diagnosed transplant-eligible MM patients. We observed a reduction in total lymphocyte and CD4+ T cells in peripheral blood, without producing an exhausted phenotype in effector cells. Exploratory analyses also showed a progressive reduction in malignant plasma cells and increased expression of markers associated with immunogenic cell death. Absolute counts of total lymphocytes, CD8+ T cells and NK cells emerged as potential biomarkers of response, with higher counts associated with deeper responses, both at cycle 3 and end of induction therapy. Together, these findings provide a strong preclinical rationale for the clinical development of the daratumumab and belamaf combination. In parallel, our immunomonitoring analyses within the GEM Bela-VRd clinical trial highlight the relevance of tracking immune profiles during treatment, offering potential biomarkers to guide response assessment in multiple myeloma.