NK-Zell-Subpopulationen und Vergleich der zytotoxischen Aktivität CD 69+ und CD 69- NK-Zellen nach Anreicherung bzw. Depletion und nach Kultivierung gegenüber ALL-Blasten

Abstract

Allgemeiner Hintergrund dieser Arbeit ist, durch neue Erkenntnisse über NK-Zellen, die Therapie von kindlichen Patienten mit einer akuten lymphatischen Leukämie der B-Zell Reihe mit Hochrisiko oder Rezidiv weiter zu verbessern. In klinischen Studien sind bereits Therapieerfolge bei der Bekämpfung der minimalen Resterkrankung nach Stammzell-transplantation durch die additive Gabe von NK-Zellen beschrieben. NK-Zellen lysieren als Teil des angeborenen Immunsystems entartete und virusinfizierte Zellen, wobei nach neuen Erkenntnissen immer mehr dafür spricht, dass NK-Zellen eine Lymphozytenpopulation zwischen angeborenen und erworbenen Immunsystem darstellen. Klassischerweise werden sie in Subpopulationen mit unterschiedlichen Funktionen eingeteilt. Man unterscheidet CD56dim/CD16+, CD56dim/CD16- und CD56high/CD16- NK-Zellen. Zunächst wurde das Verhalten des Aktivitätsrezeptors CD69 auf NK-Zellen in Abhängigkeit verschiedener Stimuli und in Abhängigkeit von der Zeit untersucht. Es konnte nicht nur eine Änderung der CD69 Expression auf NK-Zellen innerhalb von Stunden, sondern auch eine Änderung der CD16 Expression innerhalb von Stunden nachgewiesen werden. Bisher ist die genaue Funktion des lymphozytären Aktivierungsmarkers CD69 nicht bekannt, CD16 ist für die Antikörper abhängige zelluläre Zytotoxizität von NK-Zellen verantwortlich. Aus peripherem Blut gewonnene NK-Zellen zeigten nach polyklonaler Expansion eine signifikant höhere CD56 Expression als zu Beginn. Diese Erkenntnisse sprechen sowohl für eine enorme Plastizität von NK-Zellen, als auch gegen eine strikte Einteilung von NK-Zellen in Subpopulationen. Primär mit IL-15 und sekundär mit B-ALL-Blasten kindlicher Patienten aktivierte NK-Zellen gesunder Spender wurden CD69+ separiert und anschließend wurde die zytotoxische Aktivität gegen die jeweiligen ALL-Blasten bestimmt. CD69+ NK-Zellen lysieren diese signifikant besser als CD69- NK-Zellen gesunder Spender mit HLA-mismach (KIR-mismach). Interessanterweise werden K562-Blasten signifikant schlechter von CD69+ als von CD69- NK-Zellen lysiert. K562-Blasten dieser MHC I negativen Zelllinie werden normalerweise von allen funktionierenden NK-Zellen lysiert und in Zytotoxizitätstests als Kontrolle verwendet. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass es NK-Zellen gibt, die Blasten dieser Zelllinie schlechter lysieren als Patientenblasten. Nach polyklonaler Expansion der CD69+ und CD69- NK-Zellen, konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden NK-Zell Fraktionen in der zytotoxischen Aktivität gegen ALL-Patientenblasten und gegen K-562 Blasten festgestellt werden. Die veränderten Eigenschaften der NK-Zellen nach Kultivierung sprechen für die Anpassungsfähigkeit und Plastizität von NK-Zellen. Insgesamt sprechen die Ergebnisse gegen das Vorhandensein von spezifischen, sich genetisch voneinander unterscheidenden NK-Zell- Subpopulationen, die durch initiale CD69 Expression nach primärer Stimulation mit IL-15 und ALL-Blasten voneinander getrennt werden können. Bei der haploidenten Stammzelltransplantation könnte die Aktivierung von primär mit IL-15 stimulierten Spender NK-Zellen mit bestrahlten Patientenblasten für mindestens 6 Stunden ex vivo vor Transfusion der NK-Zellen in den Patienten ein neuer Therapieansatz sein.

CD69+ NK-cells lyse pediatric b-lineage acute lymphatic leucaemia blasts better than CD69- NK-cells after 6 hour stimulation with the same blasts and 10hour pre-stimulation with IL-15.