Einfluss von γδ T-Zellen auf die spontane Lysefähigkeit und ADCC von NK-Zellen im Kontext der haploidenten TcRαβ/CD19-depletierten hämatopoetischen Stammzelltransplantation

Abstract

Krebserkrankungen stellen die häufigste natürliche Todesursache im Kindesal-ter in Deutschland dar. Mithilfe multimodaler Therapiekonzepte können heutzu-tage circa 70% der Kinder von ihrer Grunderkrankung geheilt werden. Bei re-fraktären Leukämien und leukämischen Rezidiven stellt die SZT häufig die ein-zige kurative Therapie dar. Die SZT kann auch erfolgreich bei anderen Malig-nomen als Ultima Ratio eingesetzt werden. Ziel der SZT ist die immunologi-sche Kontrolle einer möglichen Tumorresterkrankung. Die haploidente SZT ermöglicht die SZT von einem Elternteil. Da eine HLA-Disparität vorliegt, muss eine T-Zell-Depletion oder Inaktivierung alloreaktiver αβ T-Zellen erfolgen, um eine tödliche GvHD zu vermeiden. Bei der TcRαβ/CD19-depletierte SZT wer-den neben NK-Zellen, γδ T-Zellen im Transplantat belassen und transplantiert. Mit dem Transfer dieser beiden Effektorzellpopulationen kann das immunologi-sche Repertoire erhöht und der antitumorale Effekt gesteigert werden, um nach Transplantation eine Tumorresterkrankung zu eliminieren und ein Rezidiv zu verhindern. In der Forschungsarbeit wurde der Einfluss von γδ T-Zellen auf die spontane Lysefähigkeit und ADCC von NK-Zellen mit dem CD19 4G7SDIE AK untersucht. Der Fc-optimierte CD19-4G7SDIE AK steigert die ADCC von NK- und γδ T-Zellen bei gesunden Probanden und Patienten nach TcRαβ/CD19-depletierter SZT. CD19-4G7SDIE AK führte zu einer gesteigerten Aktivierung, gemessen an der Expression der Aktivierungsmarker CD107a, CD69, CD137 auf NK- und γδ T-Zellen, sowie zu einer gesteigerten Sekretion an TNFα und INFγ durch NK-Zellen und einer gesteigerten Lyse durch NK- und γδ T-Zellen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt dabei ist, dass γδ T-Zellen die ADCC von NK-Zellen mittels CD19-4G7SDIE AK signifikant erhöhen. Auch unter Stimulation mit Zoledronat können γδ T-Zellen die Zytotoxizität von NK-Zellen (CD107a-Expression) signifikant steigern. Wie bereits vorbeschrieben, basiert die Inter-aktion der beiden Zellpopulationen vorrangig auf CD137-CD137L. Durch eine Blockade von CD137 ist dieser Effekt aufgehoben. Eine Steigerung der Ef-fektorfunktion von NK-Zellen durch γδ T-Zellen wurde neben CD19-4G7SDIE AK für NALM-16 (BCP-ALL) für GD2-CH14.18 AK für LS (Neuroblastom) ge-zeigt. Es stellte sich dabei heraus, dass die Interaktion zwischen NK- und γδ T-Zellen bidirektional ist. So resultierte die Interaktion von expandierten γδ T-Zellen mit NK-Zellen nicht nur in einer gesteigerten ADCC und Zytotoxizität der NK-Zellen, sondern auch in einer gesteigerten Zytotoxizität und Zytokinproduk-tion der γδ T-Zellen. Die Interaktion dieser beiden Zellpopulationen wurde an-hand der CD107a-Expression bzw. der Sekretion von INFγ/TNFα, sowie der direkten Messung der Targetzelllyse im Luciferaseassay und dem xCELLi-gence evaluiert. Der Mechanismus, wie NK-Zellen γδ T-Zellen stimulieren, ist weniger bekannt als der Einfluss von γδ T-Zellen auf NK-Zellen und scheint nur partiell von CD137 abhängig. Insbesondere die Steigerung der Zytokinproduk-tion von INFγ/TNFα ist unabhängig von einer CD137-Blockade. Wie hoch die Steigerung der Zytotoxizität und ADCC durch Interaktion von NK- und γδ T-Zellen ist, hängt vom Verhältnis der beiden Zellpopulationen zueinander ab. NK-Zellen sind die stärkeren Effektorzellen (Zytolyse), so zeigten expandierte NK-Zellen im Durchschnitt eine doppelt so hohe Lyse wie expandierte γδ T-Zellen. Das Verhältnis von γδ T-Zellen zu NK-Zellen spielt eine wesentliche Rolle auf die gegenseitige Aktivierbarkeit. Im optimalen Verhältnis von 0,5:1 γδ T-Zellen zu NK-Zellen wird die Aktivität in Hinblick auf CD107a-Expression, direkte Targetzelllyse und teilweise auch die Sekretion von INFγ/TNFα gegen-über den Targetzelllinien NALM-16 und LS verstärkt. Auch bei Patienten nach haploidenter TcRαβ/CD19-depletierter SZT konnte die Interaktion von NK- und γδ T-Zellen mit daraus resultierender gesteigerter NK-Zell-vermittelter ADCC nachgewiesen werden. Die bidirektionale Interaktion von NK- und γδ T-Zellen nach haploidenter TcRαβ/CD19-depletierter SZT und der daraus resultierende antitumorale Effekt könnte durch Stimulation von γδ T-Zellen mit Zoledronat und therapeutischem Antikörper z.B. CD19-4G7SDIE AK oder GD2-CH14.18 gesteigert werden und zu einer besseren immunologischen Kontrolle restlicher Tumorzellen nach haploidenter SZT führen.