Funktionelle Untersuchung der zytotoxischen Aktivität von Natürlichen Killerzellen in Abhängigkeit von der HLA Klasse I Expression auf erythroiden Vorläuferzellen

Abstract

Einleitung: Diese Arbeit entstand aus der Beobachtung heraus, dass NK-Zellen (natürliche Killerzellen) und CTL (zytotoxische T-Lymphozyten) vom gamma/delta-Typ eine zytotoxische Aktivität in der Abwesenheit von HLA-I (Humanes Leukozyten Antigen Klasse I) zeigen. Fragestellung: Ein Ziel dieser Arbeit war es erythroide Vorläuferzellen zu kultivieren, um die HLA-I Expression an der Oberfläche in einem Zeitraum von 14 Tagen zu verfolgen. Lassen sich unterschiede in der zytotoxischen Funktion von NK-Zellen gegen HLA-I+ (granulo-/monozytäre) und HLA-I– (erythroide) Zellen nachweisen und bestehen Unterschiede in der Funktion von NK-Zellen im autologen bzw. allogenen System? Methoden: CD34+, CD56+ und Glykophorin A+ Zellen wurden mittels MACS Methode angereichert. CD34+ Zellen wurden in einem semi-soliden Medium 14 Tage kultiviert. Die Reinheit der Zellen sowie die HLA-I Expression wurde mit der FASC Methode analysiert und dokumentiert. Mit dem Europiumfreisetzungstest wurde die Zytotoxizität von NK-Zellen gegen HLA-I+ und HLA-I– Zellen untersucht. Ergebnisse: Es konnte eine Tendenz dahingehend beobachtet werden, dass erythoride Vorläuferzellen nach 14 Tagen weniger HLA-I exprimierten als an Tag 8. Bei granulo-/monozytären Vorläuferzellen blieb die HLA-I Expression über 14 Tage weitgehend konstant. Im Vergleich zu den CD 34+ Stammzellen exprimierten beide Zellreihen deutlich weniger HLA-I. Unterschiede in der Zytotoxizität von NK-Zellen konnte weder zwischen HLA-I+ und HLA-I– noch zwischen autologem und allogenem System beobachtet werden. Schlußfolgerung: Bei der in dieser Arbeit gewählten Versuchsanordnung konnte weder im allogenen noch im autologen System eine zytotoxische Aktivität von NK-Zellen beobachtet werden. Um genauere Aussagen machen zu können hätte, wie in einer kürzlich veröffentlichten Arbeit einer amerikanisch/englischen Arbeitsgruppe, eine genauere Phänotypisierung sowohl der HLA-I+ und HLA-I– Zellen als auch der NK-Zellen erfolgen müssen, da, wie es derzeit scheint, die Funktion von NK-Zellen überaus komplex reguliert wird. Dennoch ist es in bescheidenem Maße mit dieser Arbeit gelungen, die physiologische Funktionsweise von NK-Zellen zu beleuchten und Anregungen für weitere Studien zu liefern.

Background: the idea of this work arose from the observation that NK cells (natural killer cells) and CTL (cytotoxic T-lymphocytes) of gamma/delta-Type show a cytolytic activity in the absence of HLA-I (human leucocyte antigen class I). Objective: One aim of this work was the cultivation of erythroid progenitor cells to investigate the HLA-I expression on the surface of these cells over 14 days. Are there differences in the cytolytic activity of NK cells between HLA-I+ (granulo-/monopoietic) and HLA-I– (erythropoietic) cells and does NK show a different function dependent on autogeneic and allogeneic system? Methods: CD34+, CD56+ und Glykophorin A+ cells were enriched by the MACS method. CD34+ cells were cultivated in a semi-solid medium for 14 days. Pureness and HLA-I expression were analysed and documented with the FACS method. With the EuTDA cytotoxicity assay the cytolytic activity of NK cells against HLA-I+ and HLA-I– cells was investigated. Results: The tendency could be seen that erythropoietic progenitor cells expressed less HLA-I after 14 days than on day 8. For the granulo-/monopoietic progenitor cells, the HLA-I expression during the 14 days was nearly stable . Compared to the CD 34+ stem cells, both cell lines expressed markedly less HLA-I. No difference in cytolytic activity of NK cells was seen; neither between HLA-I+ and HLA-I– nor between the autogeneic and allogeneic system. Conclusion: The experimental setup chosen in this work did not show any NK cell mediated lysis, neither in the allogeneic nor in the autogeneic system. To allow a clearer statement, a more detailed phenotype analysis of the HLA-I+, HLA-I– and NK cells, as was recently published by an american/english working group, would have been useful. Nevertheless, this work illustrates the physiological function of NK cells and offers some suggestions for further studies.