< Terug naar vorige pagina

Project

De marginale zone B cel in concordante xenogreffe rejectie: kritische hulpsignalen in de T cel-indenpendente type II xenoantistofrespons en mogelijke aangrijpingspunten voor xeno-immuunsuppressie.








Allogene hematopoietische stamceltransplantatie (HSCT) en
posttransplant adoptieve cel therapie met donor leukocyten infusies (DLI)
kunnen sterke graft-versus-leukemie effecten teweegbrengen en er is toenemende evidentie
dat dit ook kan voor solide tumoren. Graft-versus-leukemie effecten in het
bijzonder na DLI berusten op lymphohematopoietische graft-versus-host T cell
alloreactiveit. Als deze uitbreidt naar epitheliale organen ontstaat er
graft-versus-host ziekte (GvHZ). Niet alleen voor hematologische maar ook voor
solide tumoren vormt GvHZ de belangrijkste hindernis voor succesvolle
toepassing van allogene HSCT en DLI als immunotherapeutische strategie. Recente
gegevens uit muisonderzoek hebben aangetoond dat behandeling met gastheer-type(eerder
dan donor-type) leukocyten (recipiënt leukocyten infusie, RLI) ook antitumor
effecten kan teweegbrengen tegen hematologische tumoren. RLI veroorzaakt
host-versus-graft lymphohematopoietische alloreactiviteit en een geassocieerde
antitumor respons, maar draagt geen risico op GvHZ. In experimentele
muismodellen is aangetoond dat NK cellen die geactiveerd worden als nevenfenomeen
van RLI-geinduceerde T cell alloreactiviteit bijdragen tot de toegenomen
leukemie-vrije overleving teweeggebracht door RLI.

Allogene HSCT wordt tevens beschouwd als een mogelijk
efficiënte vorm van therapie voor hoog-risico neuroblastoma, een
veelvoorkomende tumor op kinderleeftijd met een slechte prognose. Ondanks een agressieve
behandeling, waaronder hooggedoseerde chemotherapie en lymhohematopoietisch
herstel met autologe HSCT, is ziekteherval zeer frequent. Dit stimuleert
onderzoek naar posttransplant immuuntherapeutische strategieën om de
immuunrespons tegen de tumor te versterken. Neuroblastoma cellen zijn gevoelig
aan NK cel cytotoxiciteit en NK cel gerichte strategieën krijgen daarom veel
aandacht. Anderzijds zijn er gevalsbeschrijvingen die suggereren dat de
overleving in hoog-risico neuroblastoma patiënten verbetert na allogene HSCT,
en dus dat dit een graft-versus-neuroblastoma effect kan teweegbrengen. Dit is
tevens experimenteel bewezen in muizen. Een fase I/II klinische studie
onderzoekt momenteel het antitumor effect van haplo-identieke HSCT in kinderen
met neuroblastoma.

De algemene doelstelling van deze studie was om het effect te
onderzoeken van de combinatie van allogene HSCT en de nieuwe RLI strategie op
de groei van experimenteel geinduceerde neuroblastoma tumoren. Gezien de
efficiëntie van RLI in het teweegbrengen van graft-versus-leukemie responsen in
muizen, gezien het feit dat niet alleen T cellenmaar ook NK cellen betrokken
zijn in dit effect, en gezien de kennisdat neuroblastoma cellen in het
algemeen gevoelig zijn voor NK cel cytotoxiciteit, stelden wij de hypothese
voorop dat RLI een efficient en veilig alternatief zou kunnen zijn voor DLI om
een graft-verus-neuroblastoma effect te versterken. Immunologische interventies
na standaard therapie met autologe HSCT voor neuroblastoma kunnen een zekere
versterking van de anti-neuroblastoma immuunrespons teweegbrengen. In muizen is
aangetoond dat T cellen die geen anti-gastheer reactiviteit bezitten het
anti-neuroblastoma effect van allogene beenmergtransplantie (BMT) kunnen
versterken. Dit ondersteunt onze hypothese dat behandeling met syngene mature
effector cellen, naast het veroorzaken van alloreactieve T cel responsen, ook
directe antitumor reacties kunnen bewerkstelligen.

De specifieke doelstelling van dit werk was om de effecten
van RLI behandeling na te gaan op de lokale en metastatische groei van
neuroblastoma tumoren in allogene beenmerg chimeren. We bestudeerden RLI in
vergelijking met DLI omdat dit de standaard is in de behandeling van hematologische
tumoren en omdat dit momenteel onderzocht wordt in klinische trial voor
neuroblastoma. We gebruikten muis modellen van focale ensystemische
posttransplant neuroblastoma relapse in een context van MHC-mismatched allogene
BMT: we verkozen muizen te inoculeren ná de transplantatie om de immuun
antitumor effecten te kunnen bestuderen onafhankelijk van eventuele directe
effecten van bestraling op de tumor. We gebruikten hiervoor 3 modellen. Ten
eerste, een focaal model waarin tumor cellen onderhuids worden geïnjecteerd en
aanleiding geven tot een focale, klinisch meetbare tumor (subcutaan model</>). Als tweede, een systemisch model waarin tumor
cellen intraveneus worden geïnjecteerd en zo direct metastasen induceren (intraveneus model</>). Als derde, een meer
fysiologisch en preklinisch relevant model van metastatische verspreiding
waarin tumor cellen worden geïnjecteerd onder het nierkapsel en waarbij de
lokale tumor in toto wordt verwijderd na 7 dagen door middel van een
nefrectomie (nier model</>). Voor het
intraveneus en nier model hebben we een tumor cel lijn gemaakt die luciferase tot
expressie brengten een bioluminiscentie protocol opgesteld om op een
niet-invasieve manier de metastasevrije overleving in vivo te kunnen volgen.</>

In deel I van ditwerk hebben we het subcutaan model gebruikt om
de effecten van allogene BMT en adoptieve cel therapie op locale neuroblastoma
groei na tegaan. We konden bevestigen dat allogene BMT in muizen een basis
graft-versus-neuroblastoma effect teweegbrengt. Vervolgens toonden we aan dat
zowel DLI als RLI de groei van subcutane neuroblastoma tumoren verder remt. DLI
lokte een snelle evolutie uit naar volledig donor chimerisme maar veroorzaakte
ernstige GvHZ. RLI gaf aanleiding tot volledige rejectie maar liet de muizen
gezond. Het chimerisme van intratumorale leukocyten verliep parallel aan dat
van het perifeer bloed en gingzowel na DLI als na RLI- gepaard met verhoogde
intratumorale CD8/CD4 ratios, </>IFN-</>γ</>-expressie door CD8+
T cellen and Granzyme B-</> expressie door NK cellen. Het effect van RLI
was zwakker dan dat van DLI maar co-transfer van naïve gastheer-type NK cellen kon
een limiterend effect opwekken op de groei van neuroblastoma tumors in RLI
chimeren.</>

In deel II onderzochten we de effecten van posttransplant
adoptieve cel therapie op desystemische verspreiding van neuroblastoma. De
uiteindelijke prognose voor patiënten met solide tumoren, en in het bijzonder
voor neuroblastoma patiënten, hangt af van de aanwezigheid van
therapieresistentemetastasen op afstand. Een nieuwe vorm van immunotherapie is
dus slechts beloftevol indien ze zowel op de locale als op de metastatische
verspreiding van de tumor werkt. Aan de hand van het intraveneus model konden
we aantonen dat allogene BMT een significante verlenging van algemene
overleving teweegbrengt in vergelijking met syngene BMT. Bovendien konden we
met luciferase-positieve tumor cellen en bioluminiscentie imaging aantonen dat
zowel DLI als RLI een significante vertraging teweegbrengt van metastasering.
De bioluminiscentie studies in het nier model hoewel nog preliminair
toonden analoge resultaten en ondersteunen het concept dat zowel DLI als RLI in
staat zijn om de metastatische verspreiding van neuroblastoma te vertragen.</>

In deel III wilden we nagaan of syngene BMT op zichzelf een immuun
anti-neuroblastoma effectkan teweegbrengen. De huidige standaardbehandeling
voor hoog-risico neuroblastoma omvat hooggedoseerde chemotherapie en autologe
HSCT dieslechts tot doel heeft om lymphohematopietisch herstel te verzekeren.
Echter, de mogelijke intrinsieke immuuneffecten van deze procedure zijn tot
hiertoe niet onderzocht. Onze gegevens zijn preliminair maar tonen dat ten
opzichte van naïve dieren, syngene BMT een faciliterende invloed heeft op
tumorigenese van subcutaan geïnoculeerde tumor cellen, maar anderzijds de groei
van bestaande tumoren remt. CD8+ T en NK cellen vertonen een
synergistische interactie in het remmen van de tumor groei. Direct bewijs van
CD8+ T cel activatie is niet voor handen. Echter, de rol van NK
cellen wordt ondersteund door de bevinding van verhoogde Fas-L expressie en de
bevinding dat adoptieve transfer van syngene NK cellen het antitumor effect kan
versterken.</>

De data ondersteunen de potentiële waarde van DLI om
graft-versus-solide tumor effecten teweeg te brengen. Belangrijker nog, de data
leveren het eerste experimenteel bewijs dat RLI een effect kan ressorteren
tegen een solide tumor en dat het dus een veilig alternatief kan zijn voor DLI.
We toonden aan dat lymphohematopoietiche alloreactiviteit zich uitstrekt tot in
de tumor zelf, wat aanwijst dat dit ook voor solide tumoren nauw verbonden is
met het antitumor effect. De studies op intratumorale leukocyten leverden sterk
suggestief bewijs dat zowel CD8+ T cellen als NKcellen betrokken
zijn in het antitumor effect van DLI en RLI. Terwijl in een DLI context het
antitumor effect grotendeels kan berusten opalloreactieve CD8+ T en
NK cellen, leverden we bewijs dat de T cel alloreactiviteit geïnduceerd door
RLI volstaat om syngene naïve NK te voorzien met de mogelijkheid om syngene
neuroblastoma cellen in vivo aan te vallen. We besluiten daarom dat RLI en DLI
in allogene chimeren een in vivo lymphokine-geactiveerd killer fenomeen kan
teweegbrengen dat aanleiding geeft tot cytotoxisch actieve NK cellen, zelfs in
een syngene context. De alloreactieve T cel respons uitgelokt door DLI en RLI
zou ook de activatie en expansie van tumorspecifieke donor of gastheer T cellen
kunnen faciliteren. In overeenstemming met vroegere studies in leukemie
modellen stelden we vast dat het RLI effect zwakkerwas dan het DLI effect,
maar dit kon worden gecompenseerd door bijkomende behandeling met syngene NK
cellen, een procedure die de veiligheid van RLI niet in gedrang brengt. Tot
slot, hoewel tot zekere hoogte nog preliminair, toonden de data aan dat de
effecten van zowel DLI als RLI niet beperkt zijn tot de locale groei van de
tumor maar ook de metastatische groei van de solide tumor kan limiteren. Dit is
een kritische voorwaarde voor een nieuwe vorm van immunotherapie om klinisch
relevant te zijn.</>

Deze data kunnen helpen om te begrijpen wat de therapeutische
waarde kan zijn van allogene HSCT en adoptieve cel therapie voor neuroblastoma.
We tonen hier aan dat deze benadering een syngergistische T cel en NK cel
interactie kan teweegbrengen die uitmondt in een effectieve antitumor respons
tegen neuroblastoma, zelfs in een context waar RLI wordt gebruikt. Dit is
bijzonder interessant omdat het geweten is dat neuroblastoma cellen gevoelig
zijn aan NK cel cytotoxiciteit. In dit verband suggereren onze data tevens dat
NK cellen ook bijdragen tot het basis antitumor effect van allogene HSCT in
neuroblastoma. Tot slot suggereren onze preliminaire waarnemingen in het
syngene BMT model dat de effecten van conditionering en autologe
lymphohematopoietische reconstitutie op neuroblastoma groei complex zijn en
mogelijks een paradoxaal effect teweegbrengen op tumorigenesis en tumor
progressie.</>

Datum:1 okt 2008 →  30 sep 2013
Trefwoorden:Transplantation immunology
Disciplines:Immunologie
Project type:PhD project