Markus Sebastian Haßler

• Bei Leukämien, Lymphomen und dem Multiplen Myelom stellt die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (allo-HCT) oft die letzte kurative Therapieoption dar. Spender-T-Zellen (v.a. CD8+-T-Zellen), die im Transplantat enthalten sind, erkennen nach Chemo-/Strahlentherapie verbliebene Reste des entarteten Empfängergewebes, eradizieren dieses und verhindern somit ein Tumorrezidiv (Graft-versus-Leukämie Reaktion/GvL). Häufig attackieren Spender-T-Zellen (v.a. CD4+-Th1-Zellen) aber auch nicht-malignes Gewebe (z.B. Haut, Leber und Darm), wasBei Leukämien, Lymphomen und dem Multiplen Myelom stellt die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (allo-HCT) oft die letzte kurative Therapieoption dar. Spender-T-Zellen (v.a. CD8+-T-Zellen), die im Transplantat enthalten sind, erkennen nach Chemo-/Strahlentherapie verbliebene Reste des entarteten Empfängergewebes, eradizieren dieses und verhindern somit ein Tumorrezidiv (Graft-versus-Leukämie Reaktion/GvL). Häufig attackieren Spender-T-Zellen (v.a. CD4+-Th1-Zellen) aber auch nicht-malignes Gewebe (z.B. Haut, Leber und Darm), was bis zum Tod des Patienten führen kann (Graft-versus-Host Disease/GvHD). Calcineurin-Inhibitoren wie Cyclosporin A (CsA) und Tacrolimus, die oft schon prophylaktisch verabreicht werden, verhindern über eine unselektive Inhibition aller Mitglieder der NFAT-Transkriptionsfaktorfamilie (Nuclear factor of activated T-cells) die Aktivierung der Spender-T-Zellen. Es folgt eine klinische Besserung der GvHD-Symptomatik, während jedoch der GvL-Effekt ebenfalls supprimiert wird. Bisherige Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe am Mausmodell hatten gezeigt, dass die selektive Inhibition eines NFAT-Familienmitgliedes (NFATc1 oder NFATc2) in den Donor-T-Zellen zu einer signifikanten Besserung der aGvHD bei jedoch erhaltener GvL führt. Es wurde nun der Einfluss des dritten, in Lymphozyten exprimierten NFAT-Mitglieds NFATc3 im Kontext der aGvHD untersucht. Zur Basisanalyse der neu kreierten Nfatc3fl/fl.Cd4cre- und Nfatc1fl/fl.Nfatc3fl/fl.Cd4cre-Mauslinien erfolgten durchflusszytometrische und Western-Blot-Analysen. Anschließend wurden In-vivo-Untersuchungen unter Verwendung eines etablierten major-mismatch-aGvHD-Modells (H-2b→H-2d) durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine NFATc3- (+/- NFATc1-) Defizienz direkt ex vivo die CD4+/CD8+-Ratio durch Abnahme der CD4+- hin zu den CD8+-T-Zellen verschoben wird. Auch zeigte sich in den entsprechenden Genotypen eine Abnahme der naiven- und dafür vice versa eine Zunahme der Effektor-T-Zellen. In den wiederholt durchgeführten aGvHD-Versuchen zeigte sich in vivo als Korrelat der (ebenfalls erneut nachgewiesenen) Abnahme des CD4+/CD8+-Quotienten in den Zielorganen eine geringere Expansion der NFAT-defizienten als der wildtypischen T-Zellen. Leider spiegelte sich dies nicht in dem clinical score zur Quantifizierung der aGvHD-Symptomatik wider. Auch das Körpergewicht der Versuchsgruppe nahm rapide ab. Ursächlich hierfür ist – als Korrelat zur direkt ex vivo nachgewiesenen Aktivierungsneigung – ein vermehrter Th1-Shift der NFATc3 (+/-NFATc1-) defizienten T-Zellen. Eine Inhibierung von NFATc3 – im Gegensatz zu NFATc1 und NFATc2 – ist demzufolge kein sinnvoller Ansatzpunkt für eine mögliche, zielgerichtetere aGvHD-Therapie. Der positive Effekt der reduzierten Proliferationsneigung der NFATc3-defizienten Lymphozyten wird durch deren vermehrte Aktivierungsneigung mit erhöhter Sekretion von pro-inflammatorischen Zytokinen zunichte gemacht.…
• In malignant diseases such as multiple myeloma, leukemia and lymphoma the allogenic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HCT) often represents the final curative treatment option. Donor T cells (esp. CD8+ T cells) within the graft recognize and eradicate tumor cells which have remained after chemo- and radiotherapy. This graft-versus-leukemia (GvL) effect can prevent tumor relapses. However, donor T cells (esp. CD4+ Th1 cells) often attack non-malignant tissue (e.g. skin, liver, colon) with potentially life-threatening consequences forIn malignant diseases such as multiple myeloma, leukemia and lymphoma the allogenic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HCT) often represents the final curative treatment option. Donor T cells (esp. CD8+ T cells) within the graft recognize and eradicate tumor cells which have remained after chemo- and radiotherapy. This graft-versus-leukemia (GvL) effect can prevent tumor relapses. However, donor T cells (esp. CD4+ Th1 cells) often attack non-malignant tissue (e.g. skin, liver, colon) with potentially life-threatening consequences for the host. (Graft-versus-host disease = GvHD). To prevent the development of aGvHD, calcineurin-inhibitors (CNI) like cyclosporin A (CsA) and tacrolimus are often administered prophylactically. By means of an unselective suppression of the nuclear factor of activated T cells (NFAT) transcription factors, both drugs inhibit the activation of donor T cells. While leading to a clinical improvement of the GvHD-symptoms, coevally, the GvL effect is also suppressed. Previous research of our study group showed that a selective inhibition of one NFAT family member (NFATc1 oder NFATc2) in donor T cells leads to a significant decline of aGvHD symptoms while maintaining GvL. We have now analysed the iκluence of NFATc3, the third NFAT member expressed in lymphocytes, in context of aGvHD. Initially we analysed the new created Nfatc3fl/fl.Cd4cre- and Nfatc1fl/fl.Nfatc3fl/fl.Cd4cre-mouse strains by western blot and flow cytometry. Subsequently, these were followed by in vivo studies, using an already established major-mismatch-aGvHD-model (H-2b→H-2d). It could be shown that directly ex vivo a NFATc3- (+/- NFATc1-) deficiency leads to a reduction in the CD4+/CD8+ ratio. This is mainly caused by a diminution of CD4+ T cell population, while the CD8+ population remains unaffected. Furthermore, a lower number of naive but an increased number of effector T cells has been observed. This effect (which was also present in the aGvHD-experiments) correlated in vivo with a decreased expansion of NFAT-deficient T cells – compared to wild type T cells – in target organs. Unfortunately, the expected clinical improvement could not be demonstrated. The clinical score which objectifies the aGvHD-symptoms, as well as the body weight of the mice in the experimental group declined rapidly, comparable with or even worse than in the control group due to an increased Th1-shift of the NFATc3- (+/- NFATc1) deficient T cells. This also correlates with the increased effector function which has been observed in the previous ex vivo experiments. In conclusion an inhibition of NFATc3 – in contrast to NFATc1 or NFATc2 – is not a useful target point for a more specific aGvHD-therapy. The positive effect of a reduced proliferation in NFATc3-deficient lymphocytes is over-compensated by their augmented activation.…