Modulation of T-cell alloreactivity by molecular and biochemical effects of HLA-DPB1 in haematopoietic stem cell transplantation

Das human Leukozytenantigen (HLA)-DP gehört zu den HLA Klasse-II-Antigenen und ist Angriffspunkt für eine T-Zell-Alloreaktivität in der hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT). Geringere Toxizität und ein verbessertes klinisches Ergebnis sind assoziiert mit limitierter T-Zell-Alloreaktivität gegen gut verträgliche (permissive) Kombinationen von HLA-DP Diskrepanzen zwischen Spender und Empfänger. Zwei gegenwärtige Modelle für HLA-DP Permissivität basieren auf strukturellen Differenzen, beziehungsweise auf unterschiedlichen Expressionsniveaus. Jedoch ist die biologische Grundlage beider Modelle sowie deren Zusammenhang nicht aufgeklärt. Diese Promotionsarbeit soll Aufschluss zu dieser Fragestellung geben anhand folgender vier spezifischer Zielesetzungen:
1) die Aufgliederung der zugrundeliegenden Mechanismen für die genetische Kontrolle der HLA-DP Expression und deren Verbindung zu strukturellen Polymorphismen
2) die Auswirkungen struktureller Polymorphismen zwischen körpereigenen und allogenen HLA-DP Antigene auf das Repertoire alloreaktiver T-Zell Rezeptoren (TZR)
3) die Untersuchung der Funktion von strukturellen Polymorphismen und des Peptid-Editors HLA-DM bezüglich seiner Funktion in der Anpassung des von HLA-DP präsentiertem Peptidrepertoires
4) die Bestimmung, inwieweit das Ausmaß der Peptiddivergenz zwischen körpereigener und allogener HLA-DP Antigene sich auf die T-Zell-Alloreaktivität auswirkt
Diese Ziele wurden mit Hilfe molekularer und biochemischer Untersuchungen der HLA-DP Expression in Zelllinien und primären Immunzellen, mit Hilfe von Next Generation Sequening des TZRs, durch die Analyse des Immunopeptidomes von HLA-DP mittels Tandem-Massenspektrometrie und durch die quantitative Charakterisierung der T-Zell-Alloreaktivität zu HLA-DP in vitro von gesunden Spendern und ex vivo von Patienten nach HSZT verfolgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die genetische Kontrolle von HLA-DP Expression zwar in B-Zellen besteht, jedoch diese in anderen Zelltypen einschließlich Antigen präsentierenden Zellen nicht gezeigt werden. Unterschiedliche T-Zell-Alloreaktivitätsniveaus gegen strukturell HLA-DP-Varianten wurden unabhängig von Expressionsniveaus beobachtet (Meurer, 2018) und waren mit hohem Maß an TZR Diversität (Arrieta-Bolanos, 2018) assoziiert. Dagegen war die T-Zell-Alloreaktivität limitiert durch das Ausmaß der Peptidabweichung zwischen körpereigenem und allogenem HLA-DP, welches wiederum abhängig von strukturellen Polymorphismen und der Aktivität des Peptid-Editors HLA-DM war. Diese Mechanismen schienen auch auf HSZT Patienten zuzutreffen (Meurer, eingereichtes Manuskript). Zusammenfassend konnte das Immunopeptidom und seine Regulierung durch Peptid-Editor HLA-DM als zentraler Regulator von T-Zell-Alloreaktivität zu HLA-DP in HSZT identifiziert werden. Folglich suggerieren die gemachten Beobachtungen, dass strukturelle Diversität die Basis für die HLA-DP Permissivität ist, die jedoch auch durch unterschiedliche Expressionsniveaus beeinflusst werden könnten. Diese Ergebnisse sind von potenzieller Bedeutung für die Modelle der HLA Permissivität in der klinischen Transplantation und suggerieren den Einsatz der gezielten Regulierung des Immunopeptidoms, beispielsweise durch HLA-DM, in der Zelltherapie.

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