Modulation of T-cell alloreactivity by molecular and biochemical effects of HLA-DPB1 in haematopoietic stem cell transplantation

Das human Leukozytenantigen (HLA)-DP gehort zu den HLA Klasse-II-Antigenen und ist Angriffspunkt fur eine T-Zell-Alloreaktivitat in der hamatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT). Geringere Toxizitat und ein verbessertes klinisches Ergebnis sind assoziiert mit limitierter T-Zell-Alloreaktivitat gegen gut vertragliche (permissive) Kombinationen von HLA-DP Diskrepanzen zwischen Spender und Empfanger. Zwei gegenwartige Modelle fur HLA-DP Permissivitat basieren auf strukturellen Differenzen, beziehungsweise auf unterschiedlichen Expressionsniveaus. Jedoch ist die biologische Grundlage beider Modelle sowie deren Zusammenhang nicht aufgeklart. Diese Promotionsarbeit soll Aufschluss zu dieser Fragestellung geben anhand folgender vier spezifischer Zielesetzungen: 1) die Aufgliederung der zugrundeliegenden Mechanismen fur die genetische Kontrolle der HLA-DP Expression und deren Verbindung zu strukturellen Polymorphismen 2) die Auswirkungen struktureller Polymorphismen zwischen korpereigenen und allogenen HLA-DP Antigene auf das Repertoire alloreaktiver T-Zell Rezeptoren (TZR) 3) die Untersuchung der Funktion von strukturellen Polymorphismen und des Peptid-Editors HLA-DM bezuglich seiner Funktion in der Anpassung des von HLA-DP prasentiertem Peptidrepertoires 4) die Bestimmung, inwieweit das Ausmas der Peptiddivergenz zwischen korpereigener und allogener HLA-DP Antigene sich auf die T-Zell-Alloreaktivitat auswirkt Diese Ziele wurden mit Hilfe molekularer und biochemischer Untersuchungen der HLA-DP Expression in Zelllinien und primaren Immunzellen, mit Hilfe von Next Generation Sequening des TZRs, durch die Analyse des Immunopeptidomes von HLA-DP mittels Tandem-Massenspektrometrie und durch die quantitative Charakterisierung der T-Zell-Alloreaktivitat zu HLA-DP in vitro von gesunden Spendern und ex vivo von Patienten nach HSZT verfolgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die genetische Kontrolle von HLA-DP Expression zwar in B-Zellen besteht, jedoch diese in anderen Zelltypen einschlieslich Antigen prasentierenden Zellen nicht gezeigt werden. Unterschiedliche T-Zell-Alloreaktivitatsniveaus gegen strukturell HLA-DP-Varianten wurden unabhangig von Expressionsniveaus beobachtet (Meurer, 2018) und waren mit hohem Mas an TZR Diversitat (Arrieta-Bolanos, 2018) assoziiert. Dagegen war die T-Zell-Alloreaktivitat limitiert durch das Ausmas der Peptidabweichung zwischen korpereigenem und allogenem HLA-DP, welches wiederum abhangig von strukturellen Polymorphismen und der Aktivitat des Peptid-Editors HLA-DM war. Diese Mechanismen schienen auch auf HSZT Patienten zuzutreffen (Meurer, eingereichtes Manuskript). Zusammenfassend konnte das Immunopeptidom und seine Regulierung durch Peptid-Editor HLA-DM als zentraler Regulator von T-Zell-Alloreaktivitat zu HLA-DP in HSZT identifiziert werden. Folglich suggerieren die gemachten Beobachtungen, dass strukturelle Diversitat die Basis fur die HLA-DP Permissivitat ist, die jedoch auch durch unterschiedliche Expressionsniveaus beeinflusst werden konnten. Diese Ergebnisse sind von potenzieller Bedeutung fur die Modelle der HLA Permissivitat in der klinischen Transplantation und suggerieren den Einsatz der gezielten Regulierung des Immunopeptidoms, beispielsweise durch HLA-DM, in der Zelltherapie.