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NFATc3 in der akuten GvHD
(2023)
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), 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.
Der inferiore Trapeziuslappen zur Weichgewebsrekonstruktion im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich
(2007)
Von 1995 bis 2006 wurde in der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie der Universität Würzburg bei 11 Patienten im Mund-Kiefer-Gesichtsbereich die Rekonstruktion von Defekten mittels des inferioren Trapeziuslappens durchgeführt. Bei allen Patienten lag ein Plattenepithelkarzinom vor. Die Indikation zur Rekonstruktion waren bei allen Patienten Weichgewebsdefekte. Als sein größter Vorteil, im Vergleich zu dem Pectoralis-major-Lappen und dem Latissimus-dorsi-Lappen, ist seine große Reichweite anzusehen, um Defekte im Gesichtsbereich zu versorgen. Insgesamt gesehen ist er aber nicht besser als diese zu bewerten, jedoch stellt er eine wertvolle Ergänzung dar.
T-Lymphozyten vermitteln sowohl die Transplantatabstoßung (Stichwort: allo-reaktive T-Lymphozyten) als auch die Transplantatprotektion (Stichwort: regula-torische T-Lymphozyten). Für ihre Aktivierung benötigen die T-Lymphozyten entsprechende T-Zellantigene, die im Rahmen der Transplantation als Transplantations- oder Alloantigene bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um die von den Zellen des Transplantates stammenden MHC-Klasse-I und Klasse-II Moleküle. Diese werden von dendritischen Zellen aufgenommen und zerkleinert. Die im Rahmen der Prozessierung entstandenen Peptide werden zusammen mit Selbst-MHC-Klasse-II-Molekülen an die Zelloberfläche transpor-tiert und dort den eigenen T-Lymphozyten präsentiert. Die Auswirkungen dieser über den indirekten Weg der Alloantigenerkennung vermittelten Aktivierung von T-Lymphozyten auf die Transplantatfunktion sind weitgehend bekannt: Die un-ter dem Einfluss alloreaktiver T-Lymphozyten induzierten Effektorzellen, wie zytotoxische T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, Makrophagen und NK-Zellen, sind an der Zerstörung des Transplantates beteiligt. Ungeklärt ist, ob im Rah-men der allogenen Immunaktivierung neben aktivierenden auch inhibierende T-Zell-Antworten entstehen. Hierzu ist es notwendig, die während einer allogenen Immunantwort aktivierten CD4+ T-Lymphozyten genauer zu untersuchen. Ein wesentliches Ergebnis der vorliegenden Arbeit war die Beobachtung, dass sieben Tage nach Immunisierung mit dem allogenen Peptid P1 zwei unter-schiedliche Populationen an R73pos T-Lymphozyten zu unterscheiden waren. Sie wurden nach ihrer Fähigkeit, den anti-MHC-Klasse-II-Antikörper Ox6 zu binden, als R73pos, Ox6pos bzw. als R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten bezeichnet. Der Anteil der R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten an der Lymphknotenpopulation war mit ca. 5% im Vergleich zu den R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten mit 77% sehr gering. Nach Zugabe des Antigens P1 proliferierten ausschließlich die R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten, während die R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten für ihre Reaktivierung P1-beladene dendritische Zellen benötigten. Somit zeigten nur die R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten Eigenschaften antigenpräsentierender Zellen. Dies setzt neben der Expression von MHC-Klasse-II Molekülen auf der Zelloberfläche auch die Präsenz von Molekülen zur Kostimulation voraus. Bei der Restimulation antigenspezifischer T-Lymphozyten unterschieden sich die R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten in ihrer Fähigkeit als Stimulatorzellen nicht von reifen dendritischen Zellen, als den potentesten antigenstimulierenden Zel-len des Immunsystems. Wurden sie dagegen mit naiven T-Lymphozyten inku-biert, so war die induzierte T-Zellproliferation wesentlich schwächer als bei dendritischen Zellen: R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten: 3.700  687 cpm; dendriti-sche Zellen: 15.209  1.254 cpm. Sowohl für die Restimulation aktivierter T-Lymphozyten als auch für die Aktivie-rung naiver T-Lymphozyten ist es notwendig, dass die R73pos, Ox6pos Zellen neben MHC-Klasse-II Molekülen auch kostimulatorische Moleküle exprimieren. Exklusiv für die R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten wurde spezifische mRNA für MHC-Klasse-II, dem kostimulatorischen Molekül CD86 und CIITA III in der RT-PCR nachgewiesen. Die MHC-Klasse-II Moleküle auf der Oberfläche der R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten sind wichtig, um eine Beladung mit Antigenen, in diesem Fall mit Peptid P1, zu ermöglichen. Die Expression von MHC-Klasse-II Molekülen wird vom "Master-Regulator" MHC-II Transaktivator/Promotor oder CIITA reguliert. Nur in den R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten wurde auch das Transkript für den Promotor III (CITTA III) erfolgreich nachgewiesen. Über CD86 vermitteln die R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten die Kostimulation. Im Gegensatz zur allgemeinen Auffassung, wonach die durch T-Lymphozyten vermittelte Antigenpräsentation zur Induktion von Anergie führt, wurde diese Eigenschaft weder bei den R73pos, Ox6pos T-Lymphozyten noch R73pos, Ox6neg T-Lymphozyten beobachtet. Welche Bedeutung diesen Zellen bei der Trans-plantatabstoßung zukommt, ist zum jetzigen Zeitpunkt vollkommen ungeklärt. Ob sie z.B. für die Verstärkung der lokalen Immunantwort gegen das Transplan-tat benötigt werden, ist in weiterführenden Arbeiten zu untersuchen.
Nach der Übertragung MHC-differenter Organtransplantate sind die Transplantatempfänger auf eine lebenslange Immunsuppression angewiesen, um die Zerstörung des fremden Organs zu verhindern. Da hierzu jedoch das gesamte Immunsystem supprimiert wird, sind solche Patienten einem erhöhten Risiko ausgesetzt, an Infektionen oder Tumoren zu erkranken. Neue therapeutische Ansätze sind somit erforderlich, die Transplantatabstoßung selektiv zu hemmen. Im Mittelpunkt solcher Strategien steht die gezielte Beeinflussung alloreaktiver CD4+ T-Lymphozyten, da sie für die Aktivierung weiterer Immunzellen, wie zytotoxische T-Lymphozyten, B-Lymphozyten oder Makrophagen, von Bedeutung sind. Die alloreaktiven T-Lymphozyten selbst werden durch allogene Peptide aktiviert, die von den Spender-MHC-Molekülen stammen. Ein wesentliches Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Auswirkungen des Peptidantigens P1, das an der zur Abstoßung führenden Immunantwort beteiligt ist, auf die Aktivierung alloreaktiver T-Lymphozyten zu untersuchen. Die subkutane Immunisierung mit P1 führte zur Induktion antigenspezifischer T-Lymphozyten in den poplitealen und iliakalen Lymphknoten. Dabei verdreifachte sich der Anteil MHC-Klasse-II-positiver T-Lymphozyten auf 10% der Lymphknotenzellen. Die antigenspezifischen und MHC-Klasse-II-positiven T-Lymphozyten ließen sich im T-Zell-Proliferationsassay nach Zugabe von P1 nachweisen. Diese T-Zell-vermittelte Restimulation wird als Autostimulation bezeichnet und machte 50% der durch dendritische Zellen vermittelten Proliferation aus. Sowohl die Blockade der MHC-Klasse-II-Moleküle mit dem monoklonalen Antikörper OX6, als auch die selektive Entfernung dieser Zellen hemmte die Autostimulation. Neben der Präsentation des Antigens über die Selbst-MHC-Klasse-II-Moleküle des RT1.B-Lokus war für die Autostimulation die Signalübertragung über den IL-2-Rezeptor von Bedeutung. Während dessen hatte die Blockade des kostimulatorischen Moleküls CD28 keine wesentlichen Auswirkungen auf die Autostimulation. Im Gegensatz zu Literaturdaten wurde eine immunregulatorische Funktion dieser zur Autostimlation fähigen T-Lymphozyten im Rahmen der in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen nicht beobachtet. In der vorliegenden Arbeit wurde somit gezeigt, dass die durch Immunisierung mit dem Alloantigen P1 antigenspezifische T-Lymphozyten entstehen, die MHC-Klasse-II-Moleküle auf ihrer Zelloberfläche exprimieren. Weiter wurde gezeigt, dass diese MHC-Klasse-II-positiven T-Lymphozyten zur Autostimulation befähigt sind. Welche Bedeutung und Funktion diese Zellen für die Immunantwort nach Transplantation haben, ist gegenwärtig nicht bekannt. Weiterführende in vitro und in vivo Untersuchungen sollen jedoch die Immunbiologie dieser Zellen klären.