MAIT-Zellbiologie im Kontext von Lebertransplantation

Abstract

Das 1-Jahres-Überleben von lebertransplantierten PatientInnen hat sich in den letzten 30 Jahren aufgrund der Einführung neuer Immunsuppressiva (IS) deutlich verbessert. Es besteht jedoch weiterhin eine gleichbleibend hohe Langzeitmortalität, welche insbesondere durch Nebenwirkungen der Immunsuppression bedingt ist. Mucosal associated invariant T (MAIT) Zellen erkennen mikrobielle Vitamin-B-Metabolite und reagieren auf inflammatorische Stimuli. Ihr Anteil an intrahepatischen T-Zellen beträgt bis zu 50%, sodass von einer wichtigen Rolle in der (Leber-)Immunität ausgegangen wird. Über den Einfluss nach Lebertransplantation (LTx) verwendeter IS auf MAIT Zellen ist bisher wenig bekannt. In dieser Arbeit zeigte sich nach in vitro Stimulation von peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) gesunder SpenderInnen durch einen Zytokinstimulus eine signifikant reduzierte Frequenz Effektormoleküle produzierender MAIT Zellen nach Vorinkubation mit Prednisolon (Pred). Bei antigenspezifischer Stimulation mit lysierten Escherichia coli war die MAIT Zell-Antwort nach Vorinkubation mit Pred sowie Calcineurininhibitoren beeinträchtigt. In durchflusszytometrischen ex vivo Analysen von MAIT Zellen lebertransplantierter PatientInnen zeigte sich eine deutliche Reduktion der MAIT Zell- Frequenz unabhängig von Art und Stärke der IS, welche auch nach Weaning der IS, bei „operational“ toleranten (tol) PatientInnen und in PatientInnen nach Nierentransplantation (NTx) bestand. Ex vivo konnte weiterhin ein aktivierter und PD-1-positiver MAIT Zell Phänotyp bei lebertransplantierten PatientInnen nachgewiesen werden. Darüber hinaus zeigte sich ex vivo eine von IS Regime und Stärke unabhängige Beeinträchtigung von MAIT Zell Effektorfunktionen und Polyfunktionalität lebertransplantierter PatientInnen. Bei tol PatientInnen und nach Weaning der IS waren eine weitestgehende Normalisierung des Phänotyps sowie eine leicht verbesserte Funktionalität nach Stimulation auffällig. Zusammenfassend betrachtet konnte in dieser Arbeit eine funktionelle und phänotypische Beeinträchtigung von MAIT Zellen durch IS und LTx gezeigt werden, welche nach Absetzen der IS nicht vollständig reversibel war. Insgesamt deuten die hier gezeigten Ergebnisse auf einen grunderkrankungsbedingten MAIT Zell Verlust bereits vor LTx hin und bieten einen weiteren Erklärungsansatz für gehäufte Infektionen unter IS nach LTx. Eine möglicherweise verminderte Rekonstitution der MAIT Zell Populationen nach LTx im Rahmen von Dysbiose sowie die Eignung von MAIT Zellen als Biomarker für Toleranzentwicklung sollte in weiteren Studien objektiviert werden.

Within the last 30 years, one-year survival of liver transplanted individuals dramatically improved due to the introduction of novel immunosuppressive drugs. Nevertheless, long term survival following liver transplantation (LTx) has not changed appreciably. Mucosal associated invariant T (MAIT) cells particularly react to microbial vitamin B metabolites as well as to inflammatory stimulation. They represent up to 50% of liver T cells thus suggesting an important role in liver immunity. However, little is known about the impact of commonly used immunosuppressants (IS) after LTx on MAIT cells. Here, effector molecule production of MAIT cells was significantly impaired after in vitro stimulation of healthy donors derived peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) when preincubated with prednisolone (Pred). Antigenspecific in vitro stimulation of MAIT cells with lysed Escherichia coli was additionally impaired after preincubation with calcineurin inhibitors. Ex vivo flow cytometric analysis of peripheral MAIT cells in patients after LTx showed significantly decreased MAIT cell frequencies independently of IS type and dosage. These did not recover after weaning of IS and were similarly decreased in operationally tolerant (tol) and kidney transplanted individuals. MAIT cells of liver transplanted donors additionally showed an activated, PD-1 positive phenotype. Furthermore, impairment of MAIT cell effector functions and polyfunctionality in liver transplanted patients was independent of IS regimen and dosage. Nevertheless, normalization tendencies of MAIT cell phenotype and functionality after weaning and in tolerant patients were observed. In summary, this study demonstrates a functional and phenotypic impairment of MAIT cells by IS and LTx, which was not completely reversible after discontinuation of IS. Altogether, the results shown here indicate a loss of MAIT cells probably caused by primary disease even before LTx. They also provide further explanations for increased infection frequency under IS after LTx. More studies will be needed to evaluate an impaired MAIT cell recovery due to dysbiosis as well as to confirm the potential of MAIT cells as potential indicators for development of operational tolerance.