dc.contributor.author
Ritter, Julia-Marie
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:35:55Z
dc.date.available
2015-11-25T13:08:42.631Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2768
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6969
dc.description.abstract
The adaptive immune system as part of the human immune system provides defense
against invading pathogens and provides a highly specific immunological
memory. One of the main effector cells of the adaptive immune system are the
T-lymphocytes. Antigen recognition of pathogens by this cell type is mediated
through antigen-specific receptors located on the lymphocyte surface. The high
diversity of these receptors, which is required for a broad range of antigen
recognition, is achieved by rearrangements of the variable (V), diversity (D)
and joining (J) gene segments of the T-cell receptor (TCR) genes resulting in
a de novo sequence that can be seen as a fingerprint of each individual T
cell. T-cell disorders such as lymphomas or mature T-cell leukemias originate
from a single malignant transformed T-lymphoid cell. Thereby, all malignant T
cells derived from one precursor cell and share the identical TCR
rearrangement. Molecular analyses of multiplex PCR generated TCR sequences are
frequently used to distinguish between such clonal cell populations of T-cell
malignancies and non-clonal cell proliferations without existing lymphoma.
Within the advent of high-throughput sequencing (HTS), the composition of TCR
repertoires can now be analyzed in an unprecedented depth which enables new
insights into the role of T cells in the immune system. In this thesis a
combined multiplex T-cell receptor beta (TCRβ) PCR and HTS approach was
established to analyze TCRβ repertoires of two T-cell related topics to
elucidate i) the importance of the TCRβ repertoire of donors in allogeneic
stem cell transplantation and ii) the origin of double negative T cells (DNTS)
in patients suffering from the autoimmune lymphoproliferative syndrome (ALPS).
Analyses of i) revealed that the diversity of the donor derived TCR repertoire
plays a decisive role for a successful transplantation and influences
significantly the clinical course regarding reactivation of Epstein-Barr virus
(EBV) and Cytomegalovirus (CMV) in the recipient. Whereas analyses and
tracking of ii) the TCRβ repertoire in an ALPS patient indicated for the first
time that DNTs can also originate from the CD4+ T-cell compartment and not
exclusively from CD8+ T-cells. Taken together, the successfully established
approach for TCRβ repertoire analysis by massive parallel sequencing of TCRβ
amplicons after multiplex PCR is suitable for the determination of T-cell
repertoire diversity as well as tracking of individual T-cell rearrangements.
It can be used in a broad field of clinical applications and might support
clinical diagnostics or treatment decisions for patients suffering from T-cell
malignancies.
de
dc.description.abstract
Das adaptive Immunsystem, welches einen Teil des menschlichen Immunsystems
bildet, dient der Abwehr von eindringenden Pathogenen und bildet ein
hochspezifisches immunologisches Gedächtnis aus. Eine der Haupteffektorzellen
des adaptiven Immunsystems sind die T-Lymphozyten. Dieser Zelltyp erkennt
pathogene Antigene über antigen-spezifische Rezeptoren auf seiner
Zelloberfläche. Die enorme Diversität dieser Rezeptoren, die für eine breite
Antigenerkennung benötigt wird, wird über die Umlagerung der variablen (V),
diversitäts (D) sowie verbindenden (joining - J) Gensegmente des
T-Zellrezeptors (TCR) ausgebildet. Die daraus resultierende de novo Sequenz
kann als Fingerabdruck für die individuelle T-Zelle angesehen werden.
T-Zellerkrankungen wie Lymphome oder Leukämien entstehen aus einer einzelnen
transformierten T-Lymphozytenzelle. Dabei können alle malignen Zellen von
einer Vorläuferzelle abgeleitet werden und weisen dementsprechend eine
identische TCR Umlagerung auf. Molekulare Analysen von multiplex PCR
generierten TCR Sequenzen werden daher häufig verwendet, um zwischen solchen
klonalen Zellpopulationen in T-Zellerkrankungen und nicht klonaler
Zellproliferation ohne Lymphomanteil zu unterscheiden. Mit dem Aufkommen von
Hochdurchsatz-Sequenziermethoden (HTS) ist es nun möglich das TCR Repertoire
in einem bisher nicht möglichen Umfang zu sequenzieren, welches neue Einblicke
in die Rolle der T-Zellen im Immunsystem ermöglicht. In der vorliegenden
Arbeit wurde ein kombinierter Multiplex-PCR HTS Ansatz etabliert, mit dem das
T-Zellrezeptor beta (TCRβ) Repertoire für die folgenden zwei T-Zell bezogenen
Themenbereiche erfasst werden sollte, um i) die Bedeutung des TCRβ Repertoires
von Spendern bei allogener Stammzelltransplantation sowie ii) den Ursprung
doppelt negativer T-Zellen (DNTs) in Patienten mit Autoimmun-
lymphoproliferativen Syndrom (ALPS) zu klären. Unter i) durchgeführte Analysen
zeigten, dass die Diversität des TCR Repertoires im Spender eine entscheidende
Rolle für eine erfolgreiche Transplantation einnimmt und diese signifikant den
klinischen Verlauf in Bezug auf die Reaktivierung des Epstein-Barr Virus (EBV)
und des Cytomegalievirus (CMV) im Empfänger beeinflusst. Hingegen brachten
Analyse und Tracking des TCRβ Repertoires in einem ALPS Patienten unter ii)
zum ersten Mal Hinweise darauf, dass DNTs sich ebenso aus CD4+ T-Zellen und
nicht ausschließlich aus CD8+ T-Zellen entwickeln können. Abschließend lässt
sich festhalten, dass unsere erfolgreich etablierte Methode zur TCRβ Analyse
mittels umfangreicher paralleler Sequenzierung von TCRβ Amplifikaten nach
multiplex PCR für die Erhebung der Diversität des T-Zellrepertoires sowie zum
Tracking von individuellen T-Zellumlagerungen geeignet ist. Damit kann diese
Methode in einem umfangreichen Bereich bei klinischen Fragestellungen
Anwendung finden und zur Unterstützung der klinischen Diagnostik sowie als
Entscheidungshilfe für die Therapie von malignen T-Zellerkrankungen eingesetzt
werden.
de
dc.format.extent
II, 64 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
T-cell receptor rearrangements
dc.subject
high-throughput sequencing
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Illuminating T-cell repertoires in health and disease by ultra-deep sequencing
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Michael Hummel
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2015-11-17
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000100720-6
dc.title.translated
Erhebung gesunder und krankhaft bedingter T-Zell Repertoire mitels
Hochdurchsatz-Sequenzierung
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000100720
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000018179
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access