Induktion von zytotoxischen T-Zellen gegen das Minorhistokompatibilitätsantigen HA-1

Abstract

Induktion zytotoxischer T-Zellen gegen das Minorhistokompatibilitätsantigen HA-1

Bei allogenen, HLA-identen Stammzelltransplantationen (SZT) kann es durch Unterschiede in polymorphen Minorhistokompatibilitätsantigenen (mHag) zu Graft versus Host Reaktionen (GvHD), aber auch Reaktionen gegen leukämische Blasten (Graft vs. Leukemia, GvL) kommen. Das mHag HA-1 hat die Besonderheit, dass es nur auf hämatopoetischen Zellen exprimiert wird - ein möglicher Angriffspunkt bei der spezifischen Immuntherapie von Leukämien nach allogener SZT. HA-1 besitzt auf cDNA-Ebene zwei Allele: HA-1H und HA-1R. HA-1R ist das Nullallel - sein Peptid HA-1R wird nicht auf der Zelloberfläche exprimiert. HA-1H kodiert das Peptid HA-1H, das exprimiert und von alloreaktiven, HLA-A2 restringierten, zytotoxischen T-Zellen (CTL) bei 69% aller HLA-A2-positiven Personen erkannt wird. Sie sind HA-1 positiv. Es wurden CTL gegen HA-1H induziert, um Leukämiezellen z.B. bei Minimal Residual Disease (MRD) nach SZT von HA-1-positiven Empfängern mit HA-1-negativen Spendern spezifisch zu eliminieren. 65 HLA-A2 positive Personen, sowie verschiedene Zelllinien (CROFT, U266, OPM-2) wurden mittels PCR auf ihren HA-1-Genotyp untersucht. 16% waren homozygot HA-1H/H, 54% heterozygot HA-1H/R und 30% homozygot HA-1R/R und somit HA-1 negativ. Aus Monozyten von HA-1-negativen Spendern wurden durch Zugabe von IL-4, TNFa und GM-CSF dendritische Zellen (DC) hergestellt. Mit Hilfe dieser DC wurden unter Zugabe von synthetischen Peptiden und IL-2 in vitro aus mononukleären Zellen HA-1H- und HA-1R- spezifische CTL induziert. Die CTL wurden im 51Cr-Release Assay auf ihre Spezifität und ihre Faehigkeit Zellen zu lysieren, untersucht. Die HA-1H-spezifischen CTL lysierten HA-1-positive homozygote Zelllinien und Blasten effizient. Bei zwei Spendern wurden auch heterozygote Zielzellen lysiert. HA-1R-spezifische CTL erkannten HA-1-negative Zellen nur bei Beladung mit dem synthetischen Peptid HA-1R. Sie reagierten nicht mit Zellen mit dem Genotyp HA-1H/H oder HA-1H/R. Es gab keine Kreuzreaktionen. Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse für die Möglichkeit einer spezifischen Immuntherapie HA-1-positiver Leukämiepatienten nach KMT mit spezifisch induzierten CTL HA-1-negativer Spender zur Zerstörung residueller Blasten bei MRD.

Induction of Minor Histocompatibility Antigen HA-1-specific Cytotoxic T Cells

Disparities in polymorphic minor histocompatibility antigens (mHag) between donor and recipient are associated with the development of graft versus host disease (GVHD) and graft versus leukemia (GVL) reactions after allogenic stem cell transplantation. The mHag HA-1 has a restricted tissue distribution with an exclusive expression in human hematopoetic cells, making this antigen an interesting target for the development of specific immunotherapies against leukemia after allogenic stem cell transplantation. There are two allelic counterparts on cDNA level: HA-1H and HA-1R. HA-1R encodes the peptide HA-1R. People beeing homozygous HA-1R/R are HA-1 negative, because the peptide HA-1R is not expressed on cell surface. The peptide HA-1H that is encoded of the allele HA-1H is recognized of alloreactive HLA-A2 restricted cytotoxic T cells (CTL) in 69% of HLA-A2 positive persons. Those people are HA-1 positive. Specific CTL against HA-1H were induced to eliminate leukemic blasts after stem cell transplantation, having HA-1 positive recipients and HA-1 negative donors. We analyzed the frequency of HA-1 gene expression in 65 HLA-A2 positive individuals and several cell lines (CROFT, U266, OPM-2) using PCR. 16% of this population was homozygous HA-1H/H, 54% was heterozygous HA-1H/R and 30% was HA-1 negative with HA-1R/R. Dendritic Cells (DC) were induced using Monocytes from HA-1 negative donors, IL-4, TNFá and GM-CSF. Then in vitro HA-1H and HA-1R peptide specific CTL were induced using synthetic peptide pulsed DC and IL-2. In 51Cr-Release Assays specifity and function of CTL were analysed. HA-1H-specific CTL lysed efficiently HA-1 positive cell lines and blasts. Even heterozygous target cells of two donors were lysed. HA-1R specific CTL only recognized sythetic petide pulsed target cells. They did not react with cells of the genotype HA-1H/H or HA-1H/R. They did not cross react. Taken together these results open new possibilities of specific immune therapy for HA-1 positive leukemia patients having minimal residual disease after stem cell transplantation with HA-1 specific CTL from HA-1 negative donors to destroy residual blasts.