Durchflusszytometrische Analyse des Graft-versus-Leukämie-Effektes nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation in Mäusen

Die akute Graft-versus-Host-Disease ist eine der schwerwiegendsten Komplikationen nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation. Für die Behandlung (Prävention und Therapie) kommen meistkonventionelle immunsuppressive Medikamente zum Einsatz, die jedoch eine generelle Unterdrückung der Immunantwort zur Folge haben und darüber hinaus toxisch wirken können. Das Projekt, in dessen Rahmen diese Arbeit entstanden ist, skizziert die Entwicklung eines in vivo Modells zur Untersuchung der Fragestellung, ob die Vorbehandlung eines hämatopoetischen Stammzelltransplantats mit monoklonalen Antikörpern gegen humanes CD4 die Entstehung einer akuten GvHD verhindern kann, ohne dabei den erwünschten GvL-Effekt zu beeinflussen. Die Notwendigkeit zur Entwicklung solcher Modelle ergibt sich unter anderem aus der Tatsache, dass die Therapieoptionen für akute GvHD nach wie vor begrenzt sind und oft nicht über den Einsatz konventioneller Immunsuppressiva wie Kortikosteroide hinausgehen.CD4+ T-Zellen sind an der Initiierung einer aGvHD maßgeblich beteiligt. Durch die Gabe monoklonaler Antikörper gegen humanes CD4, kann eine Modifikation der T-Zell-Antwort erfolgen. Bei diesem Behandlungs-/Präventionsansatz ist es essentiell, dass mögliche Interferenzen mit erwünschten Immunfunktionen insbesondere dem Graft-versus-Leukämie-Effekt untersucht werden. Sollte diese Methode an Patienten zum Einsatz kommen, muss zuvor sicher geklärt sein, dass der verwendete Antikörper MAX.16H5 IgG1 den für die Behandlung der hämatologischen Grunderkrankung essenziellen GvL-Effekt nicht vermindert. Dafür wurde MAX.16H5 IgG1 zuerst in in vitro Experimenten verwendet. In diesen wurden P815 Mastzellleukämiezellen, Knochenmark- und Milzzellen aus cd4-/--C57Bl/6 Mäusen, die transgen für humanes CD4 und HLA-DR3 waren (triple transgenic mice, TTG), und bestrahlte Milzzellen von Balb/cwt Mäusen zusammen kultiviert. In vitro zeigte sich, dass MAX.16H5 IgG1 keinen Einfluss auf die Vitalität von Tumorzellen oder Transplantat hatte. Die anschließende Etablierung eines Mausmodells unter Nutzung von P815 Zellen stellte einen weiteren wichtigen Baustein zur Beantwortung der Eingangsfrage dar. Die durchflusszytometrischen Untersuchungen ließen Aussagen über die Tumoraktivität von P815 Mastzellleukämiezellen in der Maus in Abhängigkeit der Zeit zu. Einen weiteren Schritt stellte schließlich die Etablierung eines murinen Transplantationsmodells dar, in dem die in vitro Ergebnisse überprüft werden konnten. P815 Zellen sowie Knochenmark- und Milzzellen aus TTG Mäusen wurden in Balb/cwt Mäuse co-transplantiert, wodurch in diesen Tieren eine Leukämie induziert wurde. Diese konnte im gleichen Modell durch eine Immunzelltherapie (HSCT) behandelt werden. Das verwendete Transplantat erfuhr eine Vorbehandlung mit Antikörpern gegen humanes CD4 (MAX.16H5 IgG1), wodurch das Auftreten einer akuten GvHD nach HSCT verhindert werden sollte. Das Besondere hieran ist, dass in dieser Konstellation beide Phänomene, GvHD und GvL, parallel untersucht werden konnten. Die aGvHD ließ sich durch eine Antikörpertherapie verhindern, während gleichzeitig der GvL-Effekt gegen die P815 Zellen intakt blieb. Das Modell ermöglicht die Beobachtung, dass die induzierte Leukämie durch HSCT erfolgreich behandelt wird, ohne dass die vorherige Inkubation des Transplantats mit MAX.16H5 IgG1 diesen Vorgang beeinträchtigen würde. Zeitgleich lässt sich zeigen, dass ebendiese Vorinkubation mit Antikörpern die Entstehung einer akuten GvHD verhinderte, was erstmals in diesem Modell bezüglich des monoklonalen Antikörpers gegen humanes CD4 MAX.16H5 IgG1 gezeigt werden konnte. Das beschriebene Modell bietet zahlreiche weitere Möglichkeiten zur Erforschung verschiedener Ansätze hinsichtlich Prophylaxe und Therapie der akuten GvHD insbesondere mit anderen Leukämieformen. Die hier beschriebenen in vivo Versuche zeigten, dass eine Prävention der aGvHD mit erhaltenem GvL-Effekt möglich ist. Auf der Grundlage dieser Experimente können zum Beispiel der Einsatz von microRNAs zur aGvHD Prophylaxe erfolgen sowie Untersuchungen von Genveränderungen durchgeführt werden. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Experimente dienten als Grundlage für die Entwicklung neuer in vivo Modelle, in denen humanisierte AML-Zellen in NSG-Mäuse injiziert werden konnten. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind ein präklinischer Baustein für die Translation der Prävention einer akuten GvHD mit erhaltenem GvL-Effekt durch monoklonale Antikörper gegen humanes CD4 (MAX.16H5 IgG1) in die klinische Anwendung.