SFB 738 - Forschungsprojekt A6

Dendritische Zellen – reprogrammiert mit lentiviralen Vektoren – für die Immun-Rekonstitution von T- und B-Zellen nach allogener Stammzell-Transplantation und zum Schutz gegen das humane Cytomegalovirus

"Die Transplantation von Blut-Stammzellen ist eine effektive Therapie gegen Leukämie-Erkrankungen, die Transplantierten bleiben jedoch bis zur Bildung neuer Immunzellen anfällig für Infektionen mit viralen Erregern wie dem Cytomegalovirus. Wir haben Impfstoffe entwickelt, die auf köpereigenen Abwehrzellen (dendritischen Zellen) beruhen und die Wiederherstellung des Immunsystems beschleunigen, und damit gegen Infektionen schützen. Unser Ziel ist es, diese Impfstoffe weiter zu verbessern und zur klinischen Anwendung zu bringen."

Renata Stripecke - Projektleiterin

Unsere Vision - warum wir forschen

In Deutschland erhalten jedes Jahr rund 5.000 Patienten eine allogene hämatopoetische Stammzell-Transplantation (allo-HSCT), um Hochrisiko-Blutkrebs-Erkrankungen zu behandeln. Nach Allo-HSCT ist das Immunsystem der Patienten für Monate oder Jahre schwer beeinträchtigt. Obwohl in dieser Zeit Infektionen mit Medikamenten behandelt werden können, steht keine Therapie zur Verfügung, um die Wiederherstellung des Immunsystems zu beschleunigen. Wir wollen deshalb neuartige Impfstoffe herstellen, welche die Entwicklung von Spendern abgeleiteten antigenpräsentierenden Zellen, sogenannten dendritischen Zellen (DC), verbessert. DC sind von zentraler Bedeutung für einige Schritte der Entwicklung und Reifung der weißen Blutzellen, die für die adaptiven Gedächtnis -Immunantworten (T-und B-Lymphozyten) verantwortlich sind. Der innovative Impfstoff zielt darauf ab, die de novo, vom Spender abgeleitete adaptive Immunantwort zu beschleunigen und gleichzeitig die Stammzellempfänger gegen das erneute Auftreten von latenten Herpesviren zu schützen. Der Nachweis der Durchführbarkeit (Proof-of-Concept) für unsere Technologie wurde zuerst für das humane Cytomegalovirus (CMV) erbracht, welches die häufigste Herpesvirus-Infektion in HSC-Empfängern verursacht. Der Impfstoff aus induzierten DC (iDC) wird durch ex vivo-Umprogrammierung von Monozyten der Stammzellspender mit einem tri-cistronischen, selbst-inaktiverenden, Integrase-defizienten lentiviralen Vektor (IDLV, GM-CSF, IFN-alpha und CMV-pp65 Tegumentprotein) hergestellt. Kürzlich konnten wir zeigen, dass iDCs auch unter Bedingungen hergestellt werden können, die ihre Anwendung in der Klinik erlauben.

Abbildung 1

Abbildung 2

Abbildung 3

Unsere Ziele - was wir erreichen wollen

Wir konnten zeigen, dass iDCs die de novo-Immunrekonstitution funktioneller Effektor-T-Zellen und ausgereifter Plasma B-Zellen nach Transplantation von HSC aus dem peripheren Blut (PB) in humanisierten NOD / Rag1null / IL2Rγnull (NRG)-Mäusen fördert und beschleunigt. In CD34+ transplantierten NRG-Mäusen beobachteten wir die Bildung von Lymphknoten, verbunden mit dem Auftreten einer humanen p65-spezifischen T-Zell-Immunität und humanen Antikörperantworten (IgM und IgG). Weiterhin konnten wir zeigen, dass humane iDCs zu einer stärkeren Zellentwicklung im Thymus von humanisierten Mäusen führt, die mit CD34 + Stammzellen aus Nabelschnurblut (CB) transplantiert wurden. Bemerkenswert ist, dass trotz der Anwesenheit von reifen T-Zellen in humanisierten Mäusen nach PB- und CB-HSCT, keine akute Xenotransplantat-versus-Host-Erkrankung (xGVHD) auftrat. Dies deutet darauf hin, dass SmyleDCpp65 auch Toleranz induzieren können. Folglich rekapitulieren diese humanisierten endogen regenerierten Systeme ("HERS") wesentliche klinische Aspekte der HSCT und bieten damit umfangreiche Möglichkeiten zur Untersuchung und zum Verständnis der humanen Immunrekonstitution in vivo. Wir planen neue und verbesserte Protokolle für die adoptive Zelltherapie zu entwickeln, um eine höhere Effektivität zu erzielen. So werden wir die Eignung des Glykoprotein B (gb)-Hüllproteins als Antigen zur Stimulierung neutralisierender Antikörper-Antworten gegen HCMV erforschen. Ein Ziel ist zu prüfen, ob humanisierte Mäuse, die mit pp65/gB exprimierenden iDCs immunisiert wurden, eine reife polyklonale B-Zell-Antwort und neutralisierende Antikörper von hoher Affinität entwickeln. Schließlich werden wir basierend auf den HERS-Modellen Protokolle für Challenge-Infektionen mit HCMV zu entwickeln. Nicht zuletzt werden wir in Zusammenarbeit mit anderen CRC738-Gruppen die HERS-Modelle als Plattform nutzen, um die humane Immun-Rekonstitution in vivo zu charakterisieren und T-Helferzellen (Th), zytotoxische T-Lymphozyten (CTL), regulatorische T-Zellen (Treg), und B-Zellen sowie die Kontrolle der Graft-versus-Host-Erkrankung (GVHD) zu analysieren.

Leitung Projekt A6

Prof. Dr. rer. nat. Renata Stripecke

Klinik für Hämatologie, Hämostaseologie, Onkologie und Stammzelltransplantation
Medizinische Hochschule Hannover
Carl-Neuberg-Str. 1
30625 Hannover
Tel.: +49 511 532-6999

stripecke.renata@mh-hannover.de

Prof. Dr. rer. nat. hab. Martin Messerle

Institut für Virologie
Medizinische Hochschule Hannover
Carl-Neuberg-Str.1
30625 Hannover
Tel.: +49 511 532-4320

messerle.martin@mh-hannover.de

Mitarbeiter Projekt A6

Team Prof. Dr. Renata Stripecke:

Valery Volk, MS (predoc)
Sebastian Theobald, MS (predoc)
Andreas Schneider (MTA)

   

Team Prof. Dr. Martin Messerle:

Adriana Tomic, MS (predoc)