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Die Interaktion des Masernvirus mit T-Zellen stört die Aktivierung der TCR-Signalkaskade durch die Hemmung der Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K), die zur Einstellung der T-Zell-Funktionen führt und dadurch nachgeschaltete (downstream) Signalwege sowie den Eintritt in den Zellzyklus, aber auch die Genexpression reguliert. Infolgedessen können die Aktivität spleißregulatorischer Faktoren sowie die Spleißmuster von mRNAs verändert werden, wie zum Beispiel bei der alternativ gespleißten SHIP1-Isoform SIP110, die eine T-Zell-inhibitorische Aktivität zeigt. Um alternativ gespleißte (AS) und differentiell regulierte (RG) Transkripte in T-Zellen infolge von PI3K-Inhibition zu erfassen, wurde ein Human Exon 1.0 ST Array an RNA-Proben von humanen T-Zellen, 24 h stimuliert und stimuliert/ PI3K-inhibiert, durchgeführt. Durch die Anwendung geeigneter bioinformatischer Algorithmen konnten spezifisch in PI3K-inhibierten Zellen angereicherte Transkripte nachgewiesen und in die Kategorien AS (2192 Gene) und RG (619 Gene) eingeteilt werden. Ausgewählte Gene wurde mittels RT-PCR und qPCR validiert, gefolgt von der funktionellen Annotation beider Genlisten. AS Gene konnten verstärkt in ECM-Rezeptor Interaktionen, fokaler Adhäsion, Proliferation, Zytoskelettorganisation und Tumorsignalwegen gefunden werden, während RG Gene eher in der DNA-Replikation, DNA-Reparatur und Stressantwort vertreten waren. Gene beider Gruppen konnten auf Signalwege bezogen werden, die essentiell für den TCR-Signalweg, die Zytoskelettdynamik und den Zellzykluseintritt waren. Das stützt die Annahme, dass die Außerkraftsetzung der PI3K-Schüsselprozesse der T-Zell-Aktivierung sowohl auf der Ebene der RG als auch der AS Gene wirkt. Über die Ingenuity Pathway Analyse konnten wir unsere Genlisten mit Genen vergleichen, die bereits auf solche Schlüsselprozesse und die Viabilität bezogen werden können. In der Überschneidung wurden z.B. die AS GTP-Austauschfaktoren Vav1 und Vav3 gefunden, die für die Übersetzung extrazellulärer Signale in Zytoskelettdynamik, Proteinphosphatasen und Adapter von Bedeutung sind.
Ausgewählte Gene (AS - FBXO6 und LAT2, RG - SLFN5) wurden aus PI3K-arretierten T-Zellen kloniert und deren Effekt auf grundlegende zelluläre Funktionen durch Überexpression in HEK293T-Zellen überprüft. Die Fusionsproteine veränderten weder die Zellviabilität noch die Proliferation dieser Zellen. Über einen auf siRNA basierenden Knockdown wurde überprüft, ob das RG Gene SLFN5 als Suppressor auf die T-Zell-Aktivierung agiert. Der Knockdown in primären T-Zellen zeigte keinen Einfluss auf die Zellviabilität, Proliferation und Polarisation. Jedoch konnte ein signifikanter Effekt auf die T-Zell-Adhärenz auf Fibronektin gezeigt werden, was darauf schließen lässt, dass SLFN5 die T-Zell-Adhärenz negativ reguliert.
Des Weiteren wurde die MV-induzierte Regulation selektierter Gene betrachtet und Unterschiede in der Regulation im Vergleich zur direkten PI3K-Inhibition festgestellt. Ein Grund dafür könnte sein, dass das MV eine Inhibition auf vielen Ebenen induziert, anstelle der alleinigen PI3K-Inhibition.
Abschließend wurde untersucht, ob ausgewählte Gene an der Regulation in verschiedenen T-Zelllinien beteiligt sind und als Tumorsuppressoren agieren könnten. FBXO6 als Regulator der CHK1-Stabilität wurde in den meisten Zelllinien nicht exprimiert. Die Annahme, dass eine Stress-induzierte defekte Ubiquitinierungsmaschinerie an der Resistenz von Tumorzellen auf Chemotherapeutika beteiligt ist, macht FBXO6 zu einem interessanten Kandidaten als Biomarker für Tumorsensitivität gegenüber Krebsmedikamenten. Diese Annahme bedarf jedoch weiterer Untersuchungen.
Introduction
Human cytomegalovirus (HCMV) causes significant morbidity and mortality in allogeneic stem cell transplant (alloSCT) recipients. Recently, antiviral letermovir prophylaxis during the first 100 days after alloSCT replaced PCR-guided preemptive therapy as the primary standard of care for HCMV reactivations. Here, we compared NK-cell and T-cell reconstitution in alloSCT recipients receiving preemptive therapy or letermovir prophylaxis in order to identify potential biomarkers predicting prolonged and symptomatic HCMV reactivation.
Methods
To that end, the NK-cell and T-cell repertoire of alloSCT recipients managed with preemptive therapy (n=32) or letermovir prophylaxis (n=24) was characterized by flow cytometry on days +30, +60, +90 and +120 after alloSCT. Additionally, background-corrected HCMV-specific T-helper (CD4+IFNγ+) and cytotoxic (CD8+IFNγ+CD107a+) T cells were quantified after pp65 stimulation.
Results
Compared to preemptive therapy, letermovir prophylaxis prevented HCMV reactivation and decreased HCMV peak viral loads until days +120 and +365. Letermovir prophylaxis resulted in decreased T-cell numbers but increased NK-cell numbers. Interestingly, despite the inhibition of HCMV, we found high numbers of “memory-like” (CD56dimFcεRIγ- and/or CD159c+) NK cells and an expansion of HCMV-specific CD4+ and CD8+ T cells in letermovir recipients. We further compared immunological readouts in patients on letermovir prophylaxis with non/short-term HCMV reactivation (NSTR) and prolonged/symptomatic HCMV reactivation (long-term HCMV reactivation, LTR). Median HCMV-specific CD4+ T-cell frequencies were significantly higher in NSTR patients (day +60, 0.35 % vs. 0.00 % CD4+IFNγ+/CD4+ cells, p=0.018) than in patients with LTR, whereas patients with LTR had significantly higher median regulatory T-cell (Treg) frequencies (day +90, 2.2 % vs. 6.2 % CD4+CD25+CD127dim/CD4+ cells, p=0.019). ROC analysis confirmed low HCMV specific CD4+ (AUC on day +60: 0.813, p=0.019) and high Treg frequencies (AUC on day +90: 0.847, p=0.021) as significant predictors of prolonged and symptomatic HCMV reactivation.
Discussion
Taken together, letermovir prophylaxis delays HCMV reactivation and alters NK- and T-cell reconstitution. High numbers of HCMV-specific CD4+ T cells and low numbers of Tregs seem to be pivotal to suppress post-alloSCT HCMV reactivation during letermovir prophylaxis. Administration of more advanced immunoassays that include Treg signature cytokines might contribute to the identification of patients at high-risk for long-term and symptomatic HCMV reactivation who might benefit from prolonged administration of letermovir.