Untersuchungen zur Entstehung des humanen NK-Zellrepertoires: Einfluss von HLA Klasse I und KIR Polymorphismus

• Antragsteller: Professor Dr. Markus G. Uhrberg
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 228837322

Natürliche Killer (NK) Zellen haben eine Schlüsselfunktion bei der frühen Kontrolle von Virusinfektionen und der Eliminierung maligner Zellen im Rahmen der Tumorabwehr. Beim Menschen spielen hierbei HLA Klasse I-spezifische Rezeptoren der KIR- und NKG2-Genfamilien eine wichtige Rolle. Diese werden auf NK-Zellen in unterschiedlichen Kombinationen exprimiert und bestimmen deren Spezifität gegen HLA Klasse I-defiziente Zielzellen. Es ist noch unklar, ob die Ausbildung des NK-Zellrepertoires vorwiegend exogen durch den Einfluss der Stammzellnische und der dort exprimierten HLA Klasse I-Liganden oder endogen durch genetische Faktoren, insbesondere den Polymorphismus der KIR-Gene gesteuert wird. Im vorliegenden Projekt soll dies in verschiedenen in vitro Modellen der NK-Zelldifferenzierung untersucht werden. Zum einen werden hämatopoietische Progenitorzellen mit unterschiedlichen HLA Klasse I-transfizierten murinen Stromazellen kokultiviert und zu reifen NK-Zellen ausdifferenziert. Zum anderen werden mesenchymale Stammzellen (MSC) als akzessorische Zellen eingesetzt, was die NK-Zelldifferenzierung in einer humanen Stammzellnische ermöglicht. Dieser Prozess soll experimentell durch die Überexpression sowie den knockdown von KIR und NKG2A-Rezeptoren beeinflusst werden. Als alternative Stammzellquelle sollen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) zur NK-Zellgenerierung eingesetzt werden. Mittels multiparametrischer Durchflusszytometrie wird die Expression der verschiedenen NK-Rezeptoren sowie die Funktion der NK-Zellen auf klonaler Basis analysiert. Die Experimente sollen Aufschluss darüber geben, ob NK-Zellen ein festgelegtes Programm zur Expression der verschiedenen NK-Rezeptoren besitzen oder ob vor allem Stammzellnische und HLA Klasse I-Liganden exogen die Repertoirebildung qualitativ und quantitativ beeinflussen. Nicht zuletzt dienen diese Untersuchungen auch als Modell für ein besseres Verständnis der NK-Zellrekonstitution nach allogenen Stammzelltransplantation und können neue Wege für zukünftige immuntherapeutische Applikationen mit in vitro generierten NK-Zellen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Johannes Fischer; Privatdozent Dr. Roland Meisel; Dr. Michael Peitz