Pharmakodynamisches Immunmonitoring und Infektionsvorbeugung bei Patienten nach Nierentransplantation

Abstract

Die Nierentransplantation stellt für viele Dialysepatienten mit terminaler Niereninsuffizienz eine kausale Therapieoption zur Verbesserung von Lebenserwartung und – qualität dar. Die dazu notwendige Immunsuppression bedeutet jedoch auch ein neues Risiko für Empfänger und Organ und ist für Arzt und Patient – nach chirurgisch erfolgreicher Transplantation – eine neue Herausforderung. Die richtige Einschätzung des individuellen Infektionsrisikos, sowie das Erkennen einer drohenden Abstoßungsreaktion sind wesentliche Ziele in der Patientenbetreuung. Im Gegensatz zum pharmakokinetischen Monitoring können pharmakodynamische Tests helfen, die erforderliche Therapiedosis von Calcineurininhibitoren (CNI), z.B Ciclosporin A (CsA), besser einschätzen und somit individuell anpassen zu können. Ein entscheidender Ansatzpunkt der CNIs ist dabei die indirekte Hemmung des durch Calcineurin aktivierten Transkriptionsfaktors NFAT. Im Rahmen einer Immunaktivierung kommt es zu einem quantitativen Anstieg der NFAT- Konzentration in T-Zellen mit nachfolgender Zytokinausschüttung, v.a. Interleukin 2 (IL-2) und Interferon gamma (IFNγ). In dieser Arbeit entwickelten wir einen Test, welcher ex vivo die tatsächliche CsA-Wirkung anhand der durchflusszytometrischen Bestimmung von NFAT und IL-2 in aktivierten T-Zellen aus dem Vollblut abbildet. Es konnte eine konzentrationsabhängige CsA spezifische Inhibition der T-Zellantwort mit letztlich vollständiger Hemmung der NFAT- und IL-2-Expression gezeigt werden. Weiterhin analysierten meine Kollegen und ich den Einfluss eines Mangels an Mannose-bindendem Lektin (MBL) auf BK-Virusinfektionen und Pneumocystis jirovecii - Pneumonien (PCP) bei nierentransplantierten Patienten. Bei 105 Patienten, darunter 16 mit Poliomavirus assoziierter Nephropathie (PVAN) und 25 mit leichter BK-Virus (BKV) - Infektion, konnte ein MBL-Mangel nicht als Risikofaktor für vermehrte Infektionen identifiziert werden. Im Gegenteil fand sich ein Trend zu höheren MBL-Spiegeln bei Patienten mit PVAN im Vergleich zu Patienten mit nur leichter BKV-Infektion, insbesondere nach Ausschluss von Patienten mit Rejektion als potentielle Störgröße (p=0,076). Dieses ist möglicherweise auf eine verringerte Tubulusinflammation bei verminderter MBL- assoziierter Komplemantaktivierung zurückzuführen. Zudem konnte bei 112 Patienten, darunter 17 Patienten mit PCP-Infektion, kein Zusammenhang zwischen PCP und MBL-Mangel gefunden werden. In weiteren durchflusszytometrischen Untersuchungen von T-Zell-Subtypen (CD4+, CD8+ und CD31+ RTE – T-Zellen) bei 281 Patienten mit Nierentransplantation (n=14 für PCP) fand sich eine Assoziation des PCP-Risikos mit einer CD4+ Lymphopenie und einer Thymusunterfunktion.

For many patients on dialysis with end-stage renal failure renal transplantation represents a causal therapy to reduce mortality and improve quality of life. However, immunosuppressive therapy is a new risk for the recipient and graft even after successful surgical transplantation. Estimation and evaluation of the individual risk between imminent infection and graft rejection is challenging. In contrast to pharmacokinetical drug monitoring, pharmacodynamic tests can help to find the adequate drug dosage of calcineurin inhibitors (CNI) such as Cyclosporine A (CsA). Furthermore, such tests can be helpful in adapting the drug dosage to individual needs of patients. A substantial target of CNIs is the indirect inhibition of the calcineurin activated transcription factor NFAT. Immune activation leads to an increase of NFAT in T cells with consecutive cytokine expression – especially IL-2 and Interferon gamma (IFNγ). As part of my thesis we developed an ex vivo test which shows the actual CsA effect by flow-cytometric determination of NFAT and IL-2 in activated T cells. Furthermore, we analyzed the influence of mannose- binding lectin (MBL) on BK-Virus (BKV) infections and pneumocystis jirovecii pneumonia (PCP) in renal transplant recipients. In 105 patients - 16 with poliomavirus associated nephropathy (PVAN) and 25 with low level BK viremia – MBL deficiency was not a risk factor for BKV infection. We could show, that there was a trend towards higher MBL levels in patients with PVAN compared to those with low levels of BK viremia, especially after exclusion of patients with acute rejection as a possible bias (p=0,076). This might be caused by a lower local MBL associated complement activation and consecutive tubulus inflammation. In addition, we could not detect an association between PCP and MBL deficiency in 112 patients including 17 with PCP infection. Further flow- cytometric measurements of T cell subsets (CD4+, CD8+ and CD31+ RTE – T cells) in 281 renal transplant patients (n=14 for PCP) showed an association of PCP with CD4+ lymphopenia and thymic functional impairment.