Inhaltszusammenfassung:
Hämatologische Erkrankungen wie Leukämien sowie solide Tumore mit Metastasenbildung haben häufig eine schlechte Prognose. Standardisierte Therapien, wie Chemo- und Strahlentherapie, können initial Remissionen erzeugen sind aber häufig mit einem Rezidiv verbunden und in Folgetherapien weniger wirksam, da die Tumorzellen einen erworbenen Selektionsvorteil gegen diese Therapie entwickelt haben. Die Immuntherapie wird immer wichtiger in der Tumortherapie. Basierend auf der Physiologie der Immunzellen kann spezifisch mit dem eigenen Immunsystem oder nach hämatopoetischer Stammzellentransplantation (HSCT) mit allogenen Immunzellen der Tumor/ die Leukämie bekämpft werden. Eine Form der Therapie ist die anti-Tumor-Vakzinierung. Aus Tumorgewebe werden die Mutationen mit Next-Generation Sequencing (NGS) identifiziert, entsprechende Impfpeptide designt und diese, analog zu den klassischen Impfungen, dem Patienten in Kombination mit einem Adjuvans appliziert und so die T-Zellen des Patienten gegen den eigenen Tumor gerichtet. Eine weitere Form der Immuntherapie, besonders bei Leukämiepatienten angewandt, ist die HSCT. In Vorbereitung auf die Transplantation werden die Patienten aufgrund der maximalen Chemotherapie immundefizient, da die hoch konzentrierte Chemotherapeutika alle hämatopoetischen Zellen zerstört. Nach anschließender allogener HSCT bilden transplantierte Stammzellen, nach dem Anwachsen, der Differenzierung und Proliferation in dem Patienten, ein gesundes Immunsystem. Dieses reagiert im optimalen Fall gegen die Leukämiezellen. Beide Therapien, die HSCT sowie die Patienten-individuelle anti-Tumor-Vakzinierung nutzen das Potenzial aktivierter T Zellen und können dem Patienten mit Krebs einen Überlebensvorteil ermöglichen. Im Gegensatz zu den erwünschten T-Zellantworten sind aktivierte T-Zellen, die nach einer HSCT, das Gewebe und die Organe des Empfängers angreifen und eine Autoimmunerkrankung oder eine graft-versus-host disease (GvHD) induzieren unerwünscht. Therapien mit Kortison und Immunsuppressiva führen häufig zu lebensbedrohlichen Infektionen und reduzieren den Behandlungserfolg. Neue Therapiestrategien für Abstoßungsreaktionen fehlen und Forschungen bezüglich neuer Medikamente sind aufgrund fehlender Tiermodelle mit humaner chronischer GvHD schwierig. Für den ersten Teil der Arbeit, die Analyse immunreaktiver T-Zellen nach individueller anti-Tumor-Vakzinierung untersuchten wir, bei einem, an Pankreaskarzinom erkrankten 62-jährigen Patienten, nach Resektion und Detektion zweier Missense -Mutationen in einer Lebermetastase, über Exomsequenzierung, ob die darauf abgestimmten vier synthetisierten Impfpeptide mit Tumor-spezifischer Mutation, unter Berücksichtigung der MHC-Restriktion des Patienten, eine anti-tumorale T-Zellantwort induzieren konnten. Die Impfung erfolgte monatlich in einem Zeitraum von 5 Jahren. Die durch Impfpeptide reaktivierten T-Zellen, isolierten und untersuchten wir an 3 verschiedenen Zeitpunkten, nach 12, 17 und 34 Impfungen und konnten eine erfolgreich etablierte anti-tumorale Impfpeptid- und T-Zell-spezifische Immunantwort nachweisen. Basierend auf den molekular identifizierten CDR3-Regionen dieser T Zellen konnten wir sowohl Persistenz und Breite der induzierten Immunantwort zeigen sowie durch konvergente CDR3-Regionen der TCRs Rückschlüsse auf die Immunogenität der Impfpetide schließen. Der Patient profitierte von der Vakzinierung, er zeigte keine Nebenwirkungen und lebte 6 Jahre ohne Rezidiv. Im zweiten Teil der Arbeit, untersuchten wir 15 CD34+ selektionierte / CD3+ depletierte humane Stammzelltransplantate in NSG Mäusen auf ihr Potenzial eine Abstoßung zu induzieren. Wir konnten zeigen, dass transplantierte CD34+ humane Stammzellen in den Mäusen anwachsen und in 2 der 15 Transplantaten ab der 24. Woche sich eine systemische, autoimmune cGvHD entwickelte, die in Lunge, Leber, Haut, Gingiva und Darm auftrat. Die beiden Transplantate unterschieden sich von den Transplantaten der anderen 13 Spendern in den HLA-Merkmalen, das heißt beide GvHD induzierende Transplantate zeigten einen Haplotyp, der mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer GvHD oder Autoimmunerkrankung assoziiert ist. Beide Haplotypen werden definiert als HASEH engl.: human autoimmunity susceptibility extended HLA haplotypes. Die reaktiven T-Zellen, CD4+ TH2-Zellen, mit autoreaktiven CDR3-Regionen, exprimieren in den betroffenen Geweben der erkrankten Mäuse, verstärkt die profibrotischen Zytokine IL-13 und IL-4 und verursachen sclerodermatöse Haut, eine fibrotische Lunge, verschiedene Hepatitis und massive Zahndeformationen bis hin zum Zahnverlust. Die Besonderheit dieses CD34+ NSG-Modells, weder Thymus oder Thymus-abgeleitete regulatorische T-Zellen (nTreg) noch B-Zellen konnten nachgewiesen werden, was die Rolle des genetischen Polymorphismus und der Zytokine bezüglich der Pathogenese der cGvHD verdeutlicht. Die Etablierung eines solchen Modells, das erstmals die chronische, autoimmune Variante der Abstoßungsreaktion in seiner multiorganen Pathologie induziert, eignet sich für Untersuchungen, die zur Aufklärung der Pathophysiologie humaner Autoimmunität und cGvHD beitragen und bietet die Möglichkeit, neue Behandlungsstrategien zu entwickeln und zu untersuchen.
