Untersuchungen zur antikörper-abhängigen zellvermittelten antileukämischen Aktivität (ADCC) bei Kindern nach allogener Stammzelltransplantation

Abstract

Die Haupttodesursache nach allogener Stammzelltransplantation stellt das Rezidiv dar. Ursache hierfür ist das Persistieren von residuellen Leukämiezellen im Knochenmark, der sogenannten "Minimal Residual Disease" (MRD). Ziel immuntherapeutischer Ansätze ist es, derartige "Minimal Residual Disease"-Zellen nach allogener Stammzelltransplantation spezifisch zu eliminieren. Eine Möglichkeit um dieses Ziel zu erreichen, ist die Ausnutzung der antikörper-abhängigen zellvermittelten Zytotoxizität (ADCC). Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, ob Kinder, die allogen mit positiv-angereicherten CD34-positiven Stammzellen transplantiert worden sind, zur Ausübung der ADCC fähig sind. Dazu wurden mononukleäre Zellen aus dem peripheren Blut (PBMNC) allogen transplantierter Kinder isoliert und deren zytotoxische Fähigkeit beziehungsweise ADCC in vitro mittels des BATDA-Release-Assays überprüft. Für die ADCC wurde ein gegen das CD20 Antigen gerichteter chimärer Antikörper (Rituximab) verwendet. Außerdem wurde versucht, die ADCC mittels Interleukin-2 Stimulation (IL-2) zu steigern. In vitro konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, daß 12 von 18 untersuchten Patienten (67 Prozent) in der Lage waren, ohne Interleukin-2 Aktivierung eine ADCC gegen die Tumorzellinien Raji oder MHH-CALL-4 auszuüben. Darüber hinaus wurden dann 94 Prozent der selben untersuchten Patienten durch Stimulation mit Interleukin-2 in die Lage versetzt, mittels ADCC die Tumorzellen Raji oder MHH-CALL-4 zu zerstören. Es stellte sich heraus, daß eine ADCC zu jedem Zeitpunkt nach allogener Stammzelltransplantation möglich ist. Dabei existiert die maximal mögliche ADCC 1-4 Monate nach allogener Stammzelltransplantation. Weiterhin wurde gezeigt, daß Blasten, die sich vor der spontanen Natürlichen-Killer-Zellyse durch eine hohe HLA-Klasse I Expression schützen, mittels Ausnutzung der ADCC in Kombination mit einer IL-2 Stimulation zerstört werden können. Schließlich wurden mit dem MACS-System KIR-tragende PBMNC (CD158b-positive PBMNC) von freiwilligen gesunden Spendern isoliert und deren zytotoxische Fähigkeit beziehungsweise ADCC untersucht. Von solchen Zellen wird angenommen, daß sie eine antileukämische Aktivität besitzen, ohne eine graft versus host disease (GvHD) zu verursachen. Es konnte gezeigt werden, daß diese CD158b-positiven Zellen, sowohl eine antikörper-unabhängige Lyse als auch eine effektive ADCC ausüben können. Somit könnten solche CD158b-positive Spenderzellen für eine alleinige Zelltherapie oder in Kombination mit einem Antikörper und Interleukin-2 bei Kindern nach allogener Stammzelltransplantation zur Beseitigung einer eventuell noch vorhandenen MRD eingesetzt werden. Diese in vitro gewonnen Erkenntnisse müssten nun klinisch überprüft werden, ob sie geeignet sind, um die Rezidive nach allogener Transplantation zu senken.

One of the worst problems after allogenic stem cell transplantation is the relapse. The reason is the persistence of residual leukemia cells in the blood marrow, the Minimal Residual Disease (MRD). The aim of immunotherapeutic strategies is to eliminate specifically such "Minimal Residual Disease" cells after allogenic stem cell transplantation. One way to reach this aim is to use the antibody dependent cellular mediated cytotoxicity (ADDC). In this dissertation it was examined if children, which were transplanted with positive selected CD 34 + stem cells, are able to use the ADDC. Therefore mononuclear cells from the peripheral blood (PBMNC) allogenic transplanted children were isolated and their cytotoxic ability respectively ADCC was tested in vitro by the BATDA-Release-Assay. The chimeric antibody Rituximab, which targets the CD 20 antigen, was used for the ADCC. Besides, it was tried to accelerate the ADCC by stimulation with Interleukin-2 (IL-2). In this dissertation it was demonstrated in vitro, that 12 of 18 examined patients (67 per cent), were able to use the ADCC against the tumor cell lines Raji or MHH-CALL-4 without stimulation by IL-2. Additionally 94 per cent of the examined patients were able to destroy the tumor cell lines Raji or MHH-CALL-4 after stimulation with IL-2 using the ADCC. It could be shown that the ADCC is possible at any time after allogenic stem cell transplantation. But the maximum ADDC exists 1-4 months after allogenic stem cell transplantation. Furthermore it was demonstrated, that blasts, which protect themselves against the spontaneous natural-killer-cell-lysis by expressing a high density of HLA-class-I antigens, can be destroyed by ADCC in combination with IL-2 stimulation. Finally PBMNC (CD 158b-positive PBMNC), which carry the KIR-antigen, were isolated from voluntary healthy donors and their cytotoxicity respectively ADCC was examined. It is supposed, that such cells possess an antileukemic activity without causing a graft versus host disease. It could be shown, that these CD 158b-positive cells can exercise an antibody independent lysis as well as an effective ADDC. So such CD 158b-positive donor cells could be used alone for cell therapy or in combination with an antibody and IL-2 to remove a MRD in children after allogenic stem cell transplantation. These in vitro gained findings have to be examined clinically, if they are suitable to reduce the relapses after allogenic transplantation.