Einflussfaktoren für eine Graft-versus-host-Disease bei der Stammzelltransplantation: Analyse von Zytokinexpressionsmustern in peripheren und Nabelschnur- blutleukozyten sowie Einfluss einer Infektion mit humanem Herpesvirus 6

Abstract

Eine Stammzelltransplantation als möglicherweise einzige Therapiemöglichkeit für einige hämatologische Erkrankungen wird häufig durch eine GVHD limitiert. Um die Komplikationen der GVHD zu minimieren, stellt eine Nabelschnurbluttransplantation eine vielversprechende Alternative zur KMT dar. Die Unterschiede von peripherem Blut gegenüber Nabelschnurblut bestehen vorwiegend im großen Anteil naiver Zellen im Nabelschnurblut, der in dieser Arbeit in FACS-Analysen bei über 95% liegt und damit etwa doppelt so hoch ist wie in peripherem Blut. Dieser Reifegrad spiegelt sich auch in einem unterschiedlichen Zytokinmuster wider. Wie hier gezeigt, sind in Nabelschnurblut weniger pro-inflammatorische Zytokine (von Th1-Zellen gebildet) und mehr anti-inflammatorische Zytokine (von Th2-Zellen gebildet) vorhanden, wodurch sich das Auftreten oder die Ausprägung einer GVHD vermindern lassen könnte. Verschiedene Kombinationen von mitogenen und Oberflächenrezeptor stimulierenden Antikörpern sind fähig, eine Induktion von Th1-, Th2- und hämatopoetischen Zytokinen in verschiedenem Ausmaß herbeizuführen. Die durchgeführten Untersuchungen belegen, dass die Fähigkeit zur Zytokinproduktion generell vermindert ist, was sich ebenfalls günstig auf den Ausbruch und Verlauf einer GVHD auswirken kann. Die vorliegende Arbeit veranschaulicht, dass die verminderte Zytokinproduktion nicht nur durch verschiedene Populationen von naiven und Gedächtnis-T-Zellen hervorgerufen wird, sondern vielmehr durch eine verminderte Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-kB. Die gewonnenen Erkenntnisse lassen ferner darauf schließen, dass die Unterschiede in der Zytokinproduktion von Th1- und Th2-Zellen durch die unterschiedliche Expression von den für diese Zellen spezifischen Transkriptionsfaktoren T-bet und c-maf zu erklären sind. Somit könnte die bisher beobachtete verminderte Inzidenz und Ausprägung der GVHD bei der allogenen Transplantation von Nabelschnurblut durch eine verminderte Aktivierung der spezifischen Transkriptionsfaktoren hervorgerufen sein, die zu einer verminderten Produktion verschiedener Zytokine führt. Die Literatur beschreibt, dass eine HHV-6 Reaktivierung eine Zytokinsynthese induziert, die das Auftreten einer akuten GVHD in Stammzell transplantierten Patienten begünstigt. Bei der Betrachtung der Zytokinexpression in Nabelschnurblut bei einer zusätzlichen Infektion mit HHV-6A und HHV-6B über einen zeitlichen Verlauf ließ sich im Rahmen der Untersuchungen der vorliegenden Arbeit beobachten, dass IL-2 als pro-inflammatorisches Zytokin in Anwesenheit von HHV-6A vermindert exprimiert wird und HHV-6B zu einer erhöhten Expression des pro-inflammatorischen Zytokins IFN-γ führt. Diese Ergebnisse stützen die Annahme, dass eine Myelosuppression auf direktem Wege über eine von HHV-6 veränderte Zytokin-Sekretion bewirkt werden könnte. Dies bedeutet, dass die Zytokinregulation von HHV-6B zu einer akuten GHVD mit entsprechend schwerwiegendem Krankheitsprofil führen kann und somit ein hohes Risiko darstellt.

Stem cell transplantation as a therapy for hematological disorders is often hampered by the occurrence of severe graft-versus-host-disease. This may be overcome by umbilical cord blood transplantation and has been attributed to qualitative differences between neonatal and adult T cells. FACS analysis show that cord blood has twice as much naïve cells than adult blood. This level of maturity is mirrored in an different pattern of cytokines. In cord blood this thesis showed less pro-inflammatory cytokines (from Th1 cells) and more anti- inflammatory cytokines (from Th2 cells), which could minimize the incidence of an GVHD. Different combinations of mitogen or surface receptor stimulating antibodies can cause an induction of Th1, Th2 or hematopoietic cytokines in different dimensions. The ability for cytokine production in cord blood is reduced which could have a positive influence for the breakout or progress of a GVHD. This thesis demonstrates that the diminished capability of CBL to synthesize cytokines is probably caused by the augmented activation of NF-kB in CBL, whereas Th subset differences are caused by the different regulation of Th lineage-specific transcriptions factors. The literature describes that a reactivation of HHV-6 causes a synthesis of cytokines which promotes a GVHD in patients after stem cell transplantation. Time course expressions revealed that HHV-6A infected cord blood cells showed an diminished level for IL-2 as an pro-inflammatory cytokine. For HHV-6B infection has an increased level of IFN-γ been found, which is also an pro-inflammatory cytokine. This implies that the cytokine regulation of HHV-6B can cause a severe GVHD.