Dynamik des KIR- und NKR-Repertoires in pädiatrischen Patienten im Verlauf des ersten Jahres nach Stammzelltransplantation

Abstract

Die allogene Stammzelltransplantation hat einen besonderen Stellenwert in der Therapie von hämatologisch-onkologischen Erkrankungen, da sie kuratives Potenzial bietet, auch wenn andere Therapien bereits versagt haben. Eine gefürchtete Komplikation ist die GvHD, die entsteht wenn Spender-T-Zellen auf Gewebe des Empfängers reagieren. NK-Zellen des Spenders hingegen verursachen keine GvHD. Vielmehr kann eine Alloreaktivität der Spender NK-Zellen gegen den Empfänger, z.B. bei einem KIR-Mismatch, als Graft-versus-Leukemia/-Tumour Effekt genutzt werden. In diesem Zusammenhang weisen NK-Zellen eine beachtliche Anti-Tumor-Wirkung auf. Sie besitzen viele hemmende und aktivierende Rezeptoren, die MHC-Klasse I – Moleküle beeinflussen. Dabei wirken sowohl die „missing-self“- als auch die „induced-self“ recognition. Ziel der Arbeit war es auf Transkript-Ebene die Genaktivität der im folgenden beschriebenen NK-Zell Rezeptoren nach Transplantation nachzuweisen: Aktivierende KIRs (KIR2DL4, KIR2DS1-5) und inhibierenden KIRs (KIR2DL1-3, 5, KIR3DL1-3, KIR3DS1); aktivierende NKRs (CD226, NKG2C, D, E) und inhibierender NKR (NKG2A); außerdem aktivierende NCRs (NKp30, 46) und der inhibierende ILT2 = CD85j. Es wurde analysiert welche Rezeptoren wann exprimiert wurden, und ob sie bei Komplikationen wie GvHD oder Infekt moduliert wurden. Probanden waren 27 Patienten und ihre Stammzell-Spender (Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin Tübingen, Zeitraum: 2007 bis 2009). Es wurden Proben vom Spender und von Patienten jeweils an Tag 30/60/100/200/365 nach Stammzelltransplantation mittels PCR mit spezifisch Fluoreszens-markierten Primern analysiert. Die Fluoreszenzintensität jedes einzelnen Markers wurde über einen Genetic Analyzer als Fläche angegeben, die wir zur Fläche des NK-Zell spezifischen Oberflächenmoleküls CD56 der jeweiligen Probe normalisierten. Die spezifischen Quotienten Marker x/CD56 wurden zur Datenanalyse herangezogen. Hier waren interessante Regulationen bezüglich der Expression von Natural Killer Cell-Rezeptoren zu beobachten: Unabhängig von klinischen Ereignissen beim Patienten wurden nach Stammzelltransplantation folgende Marker exprimiert: NKp30 stieg im zeitlichen Verlauf an, mit relativ geringer Streuung (NKp30/CD56: 0 - 0,41) und somit strenger Regulation. NKG2D fiel durch hohe Werte (Ø NKG2D/CD56 von Patienten: 2,32) und eine enorm breite Streuung auf (NKG2D/CD56 0 - 34,79). NKG2D wurde in der relativen Expressionsstärke 8-fach stärker als NKG2E exprimiert. NKG2E zeigte eine strenge Regulierung mit relativ geringer Streuung (Ø NKG2E/CD56 von Patienten 0,3; 0 - 1,52). Die NKG2A-Expression war im Verlauf stetig angestiegen (Ø NKG2A/CD56 von Patienten mit 0,51 betrug das 1,5-fache der Ø Spender mit 0,34). Ereignis-assoziiert reguliert wurden folgende Rezeptoren: NKp46 wurde bei Infekt zu 61% der Fälle hochreguliert und ohne Ereignis („No event“) in 63% der Fälle herunter reguliert. NKG2C wurde bei „No Event“ zu 59% hoch reguliert und im Vergleich dazu bei GvHD und Infekt herunter reguliert. CD226 zeigte ebenfalls eine vermehrte Expression bei „No Event“ in 58% der Fälle und eine Herunter-Regulation bei GvHD und Infekt. ILT2 hatte eine verminderte Transkription bei GvHD in 75% der Fälle. Somit können für Diagnostik und Therapie nach Stammzelltransplantation folgende Marker große Relevanz gewinnen: NKp46 könnte bei Anstieg Infektionen bestätigen, jedoch sein Fehlen eine Infektion nicht ausschließen. Bei guter klinischer Verfassung der Patienten zeigte sich eine Hochregulation der Expression von CD226 und NKG2C. Diese beiden Rezeptoren könnten nach Stammzelltransplantation als Marker für aktivierte, funktionsfähige NK-Zellen sprechen, die den gesunden Zustand des Patienten mit bedingen. Auch zeigen Tumore mit den spezifischen Liganden PVR und Nectin- 2 für CD226 eine erhöhte Tumorlyse durch vermehrte NK-Zellaktivität. ILT2 zeigte als einziger Marker bei GvHD eine deutlich verminderte Expression. Dies sollte Anlass geben für weitere Untersuchungen zur Aktivität von NK-Zellen bei GvHD. Durch diese Arbeit wurden also nach Stammzelltransplantation einige NK-Zell Rezeptoren nachgewiesen, die als Indikatoren für Infekt, GvHD und gesunden klinischen Zustand der Patienten dienen können. Die hier aufgezeigten Zusammenhänge gilt es nun in einer größeren Patientenzahl zu überprüfen.