Generierung immunlogisch unsichtbarer Organe durch ex vivo MHC Silencing zur Verhinderung der Abstoßung in einem Miniaturschwein-Lungentransplantationsmodell
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Trotz großer Fortschritte weisen Lungentransplantate im Vergleich zu anderen Organen nach allogener Transplantation immer noch schlechtere Langzeitüberlebensraten auf. Human Leukocyte Antigen (HLA)-Unterschiede zwischen Spender und Empfänger sind nach wie vor ein großes Hindernis bei der allogenen Organtransplantation, da sie Immunreaktionen auslösen, die zu einer Dysfunktion des Transplantats und Abstoßung führen. Dabei ist es aufgrund des Mangels an Spendern, der hohen Variabilität der HLA-Loci und der Minor Histokompatibilitäts Antigene (mAgs) in den meisten Fällen unmöglich, einen vollständig HLA- und mAgs-matched Spender für einen bestimmten Empfänger zu finden. Deshalb haben wir in dieser Studie untersucht, wie sich die Herrunterregulierung der Expression von Schweineleukozytenantigenen (SLA) der Klassen I und II auf das Überleben des Transplantats nach einer allogenen Lungentransplantation in einem Schweinemodell auswirkt. Außerdem wollten wir die allogenen Immunantworten nach der Transplantation von SLA- exprimierenden und SLA-unterregulierten Lungentransplantaten charakterisieren. Lentivirale Vektoren wurden produziert, um short hairpins-RNAs zu exprimieren, die auf β2- Mikroglobulin (shβ2m) und den Klasse-II-Transaktivator (CIITA) abzielen, um die SLA-Klasse I bzw. II zum Herrunterregulieren. Lentivirale Vektoren, die für unspezifische shRNAs kodieren, wurden als Kontrolle verwendet. Die Spenderlungen von Minischweinen wurden 2-3 Stunden lang unter normothermen Bedingungen en bloc perfundiert und die linke Lunge wurde transplantiert. Lungen mit unveränderter SLA-Expression (Kontrollgruppe, n=7) oder mit veränderter SLA-Expression (Behandlungsgruppe, n=7) wurden verwendet, um die Auswirkungen des SLA-Knockdowns auf das Überleben der Transplantate sowie auf die Art und Stärke der Immunreaktionen nach Beendigung der vierwöchigen Immunsuppression nach der Lungentransplantation zu untersuchen. Während alle Transplantate in der Kontrollgruppe innerhalb von 3 Monaten abgestoßen wurden, erreichte die Behandlungsgruppe eine Transplantatüberlebensrate von 71,4 % (5/7 Empfänger) ohne Immunsuppression während des zweijährigen Immunmonitoringzeitraums und die Tiere sind derzeit noch am Leben. Im Vergleich zur Kontrollgruppe wiesen SLA-silenced Lungenempfänger niedrigere Serum-IgG-Werte sowie schwächere alloreaktive T-Zell-Reaktionen und pro-inflammatorische Zytokinwerte auf. Analysen der Zellzusammensetzung in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit zeigten, dass die NK-Zellen sowie die Helfer- und zytotoxischen T-Zellen in den SLA-silenced Lungenempfängern deutlich seltener vorkamen. Unsere Daten zeigen einen bemerkenswerten Überlebensvorteil von SLA-regulierten Lungentransplantaten, selbst wenn keine Immunsuppression vorliegt. Diese Studie zeigt, dass das Genetic Engineering von Organen völlig neue Horizonte in der Transplantationsmedizin eröffnet und mit dem MHC-Knockdown das Potenzial bietet, die Nachteile der Immunsuppression zu überwinden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Immunoengineering of the Vascular Endothelium to Silence MHC Expression During NormothermicEx VivoLung Perfusion. Human Gene Therapy, 30(4), 485-496.
Figueiredo, Constanca; Carvalho, Oliveira Marco; Chen-Wacker, Chen; Jansson, Katharina; Höffler, Klaus; Yuzefovych, Yuliia; Pogozhykh, Olena; Jin, Zhu; Kühnel, Mark; Jonigk, Danny; Wiegmann, Bettina; Sommer, Wiebke; Haverich, Axel; Warnecke, Gregor & Blasczyk, Rainer
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Genetically engineered lungs are protected from immune rejection in the absence of immunosuppression. 31. Jahrestagung der DTG 2022 in Erlangen
Figueiredo C.; Chen-Wacker C.; Salman J.; Carvalho-Oliveira M.; Siemeni Monthé T.; Höffler K.; Rother T.; Hacker K.; Pogozhykh O.; Hammer S.; Sommer W.; Valdivia E.; Wenzel N.; Yuzefvych Y.; Haverich A.; Warnecke G. & Blasczyk R.
