Generierung von Mastzellen aus humanen Stammzellen durch lentiviralen Gentransfer

Abstract

Mastzellen (MZ) gehören neben basophilen Granulozyten zu wichtigen Effektorzellen bei IgE-vermittelten allergischen Reaktionen (z.B. allergisches Asthma) und sind als Zellen des angeborenen und des erworbenen Immunsystems auch bei der Abwehr von Pathogenen und in der Pathogenese von Autoimmunerkrankungen (z.B. Urtikaria) involviert. MZ sind weiterhin in der Pathogenese von Mastozytose bedeutsam. MZ stammen, wie alle hämatopoetischen Zellen, aus dem Knochenmark, zirkulieren als Mastzellprogenitoren (MZP) im peripheren Blut und reifen im Gewebe (Haut, Schleimhäute und Lungengewebe) vollständig aus. Die nähere Charakterisierung dieser Vorläuferzellen im peripheren Blut ist bislang nur unzureichend möglich. Die Entwicklung der MZ aus hämatopoetischen Stammzellen (HSZ) wird unter Anderem durch das Zusammenspiel von Transkriptionsfaktoren (TF) maßgeblich bestimmt. Im Mausmodell konnten in den letzten Jahren, auf der Suche nach den Entwicklungsstufen der MZ, einige bedeutsame TF identifiziert werden. Für das humane System sind bisher nur wenige relevante TF identifiziert und bestätigt. Die bisher unzureichende Charakterisierung der MZ-Vorläuferzellen erschwert experimentelle Studien darüber, welche TF in den einzelnen Entwicklungsstufen der MZ bedeutsam und aktiv sind. Die genetische Modifikation von humanen HSZ durch beispielsweise lentivirale Vektoren ist eine Methode, die nähere Aussagen über die Differenzierung der MZ aus HSZ ermöglicht. Die vorliegende Austestung relevanter TF mit zwei Gruppen lentiviraler Viren konnte die TF GATA-3 und HMOX1 identifizieren, um aus humanen HSZ MZ zu generieren. Diese Ergebnisse bestätigen den bereits bekannten Einfluss des GATA-3 auf die MZ Entwicklung. Das HMOX1 Protein konnte bereits in neoplastischen MZ von Mastozytose Patienten nachgewiesen werden und kann durch die vorliegenden Ergebnisse auch genutzt werden, MZ-Vorläuferzellen in der Pathogenese der Mastozytose näher zu charakterisieren.