Induktion der phänotypischen Reifung Natürlicher Killer Zellen mittels Interleukin-15 in einem humanisierten NOD/LtSz-scid IL2Rg-/- Mausmodell

Abstract

Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Induktion der phänotypischen Reifung Natürlicher Killer Zellen in einem humanisierten NOD/LtSz-scid IL2Rg-/- Mausmodell (huNSG-Mausmodell) mittels Interleukin-15 (IL15/IL15Rα). Die größten Defizite von Mausmodellen zur Untersuchung humaner Pathologien liegen im Bereich mangelnder humaner Umgebungsbedingungen durch ein vorherrschend murines Milieu und der damit einhergehenden schlechten Übertragbarkeit von in vivo Resultaten aus diesen Modellen auf die in vivo Situation im Patienten. Daher gibt es große Bestrebungen zur Optimierung sogenannter humanisierter Mausmodelle, so auch für das huNSG-Mausmodell. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass ein Arrest der funktionellen Reifung humaner NK Zellen in huNSG-Mäusen durch die Applikation von IL15/IL15Rα überwunden werden kann und phänotypisch reifere CD56loCD16+KIR+ NK Zellen induziert werden können. Dieser Population wird ein großes zytotoxisches Potential zugeschrieben, welches für Abwehr maligner Erkrankungen im Allgemeinen und für potente GvL-Reaktionen im Speziellen von großer Bedeutung ist. Die in der vorliegenden Arbeit gezeigte Möglichkeit zur Induktion dieser Population in huNSG-Mäusen ist ein wichtiger Baustein für die durch die AG André angestrebte Optimierung dieses Mausmodells für die Untersuchung Patienten-spezifischer Fragestellungen. Im Weiteren wurden durch die AG André auch Aspekte der Leukämieinduktion in NSG-Mäusen untersucht. Die daraus entstandenen Daten sind in dieser Arbeit ebenfalls dargestellt und zusammengefasst. Es zeigt sich, dass die in NSG-Mäusen induzierten Leukämien (AML, BCP-ALL und T-ALL) auch nach mehreren Re-Transplantationen in weitere NSG-Mäuse immunologisch und genetisch ihren ursprünglichen Proben gleichen und damit ihre krankheitsspezifischen Charakteristika beibehalten. Das hat insbesondere vor dem Hintergrund Patienten/Stammzellspender-spezifischer Fragestellungen Relevanz und ist unabdingbar für das durch die AG André in Etablierung befindliche NSG-Mausmodell. Dieses soll neben einer humanen Stammzellspender-spezifischen Hämatopoese auch die Induktion Patienten-spezifischer Leukämien ermöglichen. Erste Versuchsreihen mit diesem Modell wurden bereits durch die AG André durchgeführt und ein Teil dieser Daten für diese Arbeit ausgewertet und interpretiert. Es wurde untersucht, ob sich durch einen gezielten KIR-KIRL Mismatch zwischen Patientenblasten und Spenderstammzellen in huNSG-Mäusen ein verstärkter GvL-Effekt nachweisen lassen kann. Die Ergebnisse zeigen, dass ein KIR-KIRL Mismatch deutlich geringere Blastenzahlen zur Folge hat, als ein KIR-KIRL Match. Zum derzeitigen Zeitpunkt kann allerdings nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob diese Blastenreduktion tatsächlich auf den KIR-KIRL Mismatch zurückzuführen ist. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass noch andere Mechanismen, z.B. Rezeptor-Liganden Interaktionen zwischen Leukämie und NK Zelle einen Anteil an dem beobachteten Phänomen haben. Grundsätzlich erweist sich das NSG-Mausmodell in der vorliegenden Form als geeignetes Surrogat-Modell und ermöglicht Experimente in vivo wie sie in Patientenstudien nicht möglich wären. Weitere Optimierungen über die Gabe von IL15 hinaus, bringen das Potential mit sich, zukünftig valide und klinisch relevante Patienten/Spender-spezifische Untersuchungen (z.B. neue Ansätze des Spender-matching) in einem immer Menschen-ähnlicherem Milieu zu ermöglichen. Denkbar wäre hier z.B. die Transduktion humaner Zytokin-Gene oder die ausreichende zur Verfügungstellung relevanter Bystander Zellen wie z.B. Dendritische Zellen im NSG-Mausmodell.