In vitro Expansion von T-Lymphozytären Vorläufern durch Notch-Ligand-Delta-4 zur Beschleunigung der Immunrekonstitution nach HLA-inkompatibler hämatopoetischer Stammzelltransplantation
Final Report Abstract
Die verzögerte Rekonstitution der T-Zell-Immuntität nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation (HSZT) stellt ein Problem von großer klinischer Relevanz dar. Eine potentielle Strategie zur Verbesserung der Immunrekonstitution besteht in der Gabe von T-Vorläuferzellen, die sich unter Verwendung von Notchligand-basierten Zellkultursystemen in vitro herstellen lassen. In präklinischen murinen Transplantationsmodellen führen in vitro generierte T-Vorläuferzellen zu einer beschleunigten Thymus- / peripheren T-Zellrekonstitution und zu einer verbesserten Infektionsimmunität. Ein wesentlicher Schritt zur weiteren klinischen Entwicklung dieser Therapiestrategie besteht in der Etablierung von Zellkultursystemen, welche die in vitro-Generation humaner T-Vorläuferzellen ermöglichen. Darüber hinaus basierten bisherige Notchligand-basierte Zellkultursysteme aus genetisch modifizierten Mausstromazellen, die für die klinische Verwendung ungeeignet sind. Die Entwicklung stromazellfreier, proteinbasierter Notchligand-Kultursysteme ist daher von großer Bedeutung für eine mögliche therapeutische Nutzung von in vitro generierten T-Vorläuferzellen. Inhalt dieses geförderten Projektes war es, ein für die klinische Anwendung geeignetes Zellkultursystems zur Herstellung von humanen T-Vorläuferzellen zu etablieren und deren Einfluss auf die Immunrekonstitution in Xenotransplantationsmodellen zu untersuchen. Durch Immobilisierung von Notchligand Delta-like 4 (DL-4) konnte hierbei das bisher verwendete und für die klinische Anwendung ungeeignete OP9/DL1 Kokultursystem ersetzt werden. Das DL-4-System induziert die frühe T-Zelldifferenzierung in CD34-positiven hämatopoetischer Vorläuferzellen und erlaubt spezifische Expansion von CD34+/CD7+ und CD 7++/CD5+ Zellen, welche die gleichen phänotypsich Eigenschaften wie die frühen thymischen Vorläuferzellen (ETP) und Prothymocyten (proT) besitzen In vitro generierte ETP und proT Zellen exprimieren die essentiellen Gene der frühen T-Zellentstehung (IL7Ra, PTa, RAG1 und BCL11b) und durchlaufen die spezifischen TCR-Rekombinationsprozesse nach dem gleichen Muster wie in der nativen Thymusentstehung. Die so generierten T-Vorläuferzellen können sich in reife T-Zellen weiterentwickeln und durchlaufen die weitere T-Zelldifferenzierung innerhalb kürzerer Zeit als native CD34+ hämatopoetische Vorläuferzellen. Darüber hinaus migrieren in vitro generierte ETP und proT-Zellen den hypoplastischen Thymus immundefizienter NOD/SCID/gamma c-/- Mäusen, beschleunigen die weitere intrathymische T-Zellentwicklung und Rekonstitution reifer und funktionaler T-Zellen in der Peripherie. Durch die gemeinsame Injektion von DL-4 geprimten Vorläuferzellen und unbehandelten CD34+ in den gleichen Empfänger konnte die Immunrekonstitution weiter verbessert werden. Basierend auf diesen Ergebnissen, erfolgt derzeit die klinische Weiterentwicklung der Strategie durch die Arbeitsgruppe von Prof. Marina Cavazzana am Hôpital Necker, Paris. Mit dem Ziel der verbesserten Immunrekonstitution sollen Patienten hierbei zusätzlich zu einer regulären HSZT mit in-vitro-generierten T-Vorläuferzellen behandelt werden.
Publications
- Human T-lymphoid progenitors generated in a feeder-cell-free DL-4 culture system promote T-cell reconstitution in NOD/SCID/c-/- mice. STEM CELLS, Vol. 30. 2012, Issue 8, pp. 1771–1780.
Reimann C, Six EM, Dal-Cortivo L et al.
(See online at https://doi.org/10.1002/stem.1145)
