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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dosis gemäß Anspruch 1, die Anwendung
einer Dosis gemäß Ansprüchen 2 und
27, ein Verfahren gemäß Anspruch
55, ein Zellpräparat
gemäß Ansprüchen 73 und
83.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vetozellpräparate, Verfahren zu deren
Herstellung und ein dieselben anwendendes Transplantationsverfahren, die
zur Verhinderung oder Abmilderung von Immunabstoßung durch Spenderorgane, -Zellen
oder -Gewebe verwendet werden können,
ohne eine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion (Graft versus host disease,
GVHD) auszulösen.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Zellpräparat zur
Anwendung bei der Transplantation, welches Präparat Zellen enthält, die
als Vetozellen funktionieren, welche jedoch im Wesentlichen frei
von alloreaktiven Zellen sind.
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Transplantation
von allogenen und xenogenen Organen, Gewebe und Zellen wird allgemein
bei Menschen vorgenommen, um zahlreiche Störungen und Krankheiten zu mildern.
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Beispielsweise
wird Knochenmarktransplantation in steigendem Maß verwendet, um eine Reihe schwerer Erkrankungen
bei Menschen zu behandeln, wie beispielsweise Leukämie. Knochenmarktransplantation
wird jedoch durch die Verfügbarkeit geeigneter
Spender begrenzt, da transplantierte Gewebe größere Histokompatibilitätsbarrieren
durchqueren müssen,
die ansonsten zu Transplantatabstoßung führen können.
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Angesichts
solcher Beschränkungen
sind mehrere Herangehensweisen zur Verbesserung der Transplantatakzeptanz
vorgeschlagen worden.
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In
einer Herangehensweise wurden Krebspatienten, die autologe Knochenmarktransplantation
empfingen, mit Granulozytenkolonie-stimulierendem Faktor (G-CSF)
behandelt, was zur Mobilisierung pluripotenter Stammzellen vom Knochenmark zum
Blut führte,
wodurch die Anzahl von Zellen, die zur autologen Transplantation
gesammelt werden kann, erhöht
wurde.
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In
einer anderen Herangehensweise wurden größere Histokompatibilitätsbarrieren
in der Knochenmarktransplantation bei Leukämiepatienten durch Verwendung
einer sehr großen
Stammzellendosis überwunden,
vorzugsweise einer Dosis, die zumindest 3 Mal größer als bei T-Zellen-verarmter
Knochenmarktransplantation verwendete konventionelle Dosen waren,
insbesondere eine Megadosis CD34+ hämatopoetischer Progenitoren
(US-Patent Nr. 5 806 529 an Reisner et al.).
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Obwohl
die Megadosis-Herangehensweise die permanente Akzeptanz von Hauttransplantaten vom
allogenen Spendertyp bei Mäusen1 erleichterte, ist eine solche Herangehensweise
nicht so einfach bei der Humantransplantation anwendbar, da die
Anzahl von Stammzellen, die erforderlich sind, um dieses wünschenswerte
Ziel zu erreichen, von menschlichen Spendern nicht leicht gesammelt
werden kann.
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Eine
schwierige Barriere für
die Einpflanzung hematopoetischer Spender-Zelltransplantation ergibt sich
aus dem deutlichen Niveau von wirt-hämatopoetischen und Immunzellen,
die sanfte vorbereitende Behandlungen überleben. Mehrere Studien haben gezeigt,
dass diese Herausforderung bei Nagetieren erfolgreich angegangen
werden kann, indem große Dosen
Knochenmarkzellen verwendet werden, die auf adäquate Weise T-Zellen-verarmt sind und
in Zusammenwirken mit der einen oder anderen Form toleranzinduzierender
Zellen, auch als Vetozellen bezeichnet, angewendet werden.
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Vetozellaktivität ist als
die Fähigkeit
definiert, spezifisch zytotoxische T-Zellen-Vorläufer (CTL-p) zu underdrücken, die
gegen Antigene der Vetozellen selbst, jedoch nicht gegen Antigene
Dritter gerichtet sind2. Mehrere Vetozellen
oder Knochenmarktransplantation erleichternde Zellen, die in der
Lage sind, zytotoxische T-Zellen-Vorläufer zu unterdrücken, sind
beschrieben worden3-11.
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Interessanterweise
wurde gezeigt, dass einige der potentesten Vetozellen von T-Zellen
abstammen, und insbesondere wurde eine sehr starke Veto-Aktivität für CD8+ CTL-Linien-
oder Klone dokumentiert12-16.
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Es
wurde durch mehrere Studien demonstriert, dass die Spezifität von CTL-Vetozellen
nicht mit ihrer T-Zellen-Rezeptorspezifität in Zusammenhang steht17-19.
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Die
Suppression von gegen die Vetozellen gerichtetem Effektor-CTL-p
ist sowohl antigenspezifisch als auch MHC-eingeschränkt. Die
Suppression resultiert aus der unidirektionalen Erkennung der Vetozelle
durch die ansprechenden zytotoxischen T-Lymphozyten18.
Weiterhin wurde gezeigt, dass diese Suppression durch Apoptose vermittelt
wird18,20.
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Mit
Anti-CD8- oder Anti-Klasse-I-Antikörpern durchgeführte Blockierungsexperimente
deuteten an, dass die Eliminierung von Wirt-Anti-Spender-CTL-p mittels
einer Wechselwirkung von CD8-Molekülen an den CTL-Vetozellen mit der a3-Domäne von Klasse
I-Molekülen
an den Wirt-CTL-p's
ausgelöst
wurde18. Unterstützung für diese Beobachtung wurde durch
Studien erbracht, worin CD8 cDNA in Klone, denen CD8 fehlte, eingebracht
wurde18. Weitere Unterstützung wurde durch Experimente
erbracht, die demonstrierten, dass CD8-Moleküle an den Vetozellen direkt
Apoptose in Effektorzellen auslösen
können21. Rezenter demonstrierten Asiedu et al.
dass Antikörper-vermittelte
Vernetzung von CD8 an Primaten-Knochenmarkvetozellen
zu einer erhöhten
TGFβ-Produktion
führt,
die Apoptose in den Effektorzellen auslöst22.
Alternativ wurde suggeriert, dass Mäuseknochenmark-Vetozellen Apoptose
mittels Fas-Fas-L-Wechselwirkung auslösen können23.
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Die
hierin vorangehend beschriebenen Studien demonstrierten, dass Veto-T-Zellpräparate die Transplantattoleranz
bei der Knochenmarktransplantation stark erleichtern kann. Die Veto-T-Zellpräparate sind
jedoch inadäquat
zur Erzeugung von Transplantattoleranz, da solche Präparate noch
stets eine beträchtliche
Menge alloreagierender Spender-T-Zellen enthalten, die zu Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
führen
können,
wodurch die erfolgreiche Verwirklichung dieser Herangehensweise eingeschränkt wird.
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Reisner
et al.,24, 28 beschreiben
die Herstellung nicht-alloreaktiver
Anti-Dritte-CTLs, die zur Verbesserung von Transplantatakzeptanz
bei Mäusen verwendet
werden können.
Anschließend
an die Publikation dieser Zusammenfassung und eine sorgfältigere
Studie wurde festgestellt, dass das darin beschriebene CTL-Präparat nicht
verarmt an T-Zellen ist, die in der Lage sind, sich nach der Transplantation
zu Anti-Wirt-CTLs zu entwickeln, die eine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
bewirken. Somit ist diese Herangehensweise per se nicht auf die
Anwendung bei Menschen anwendbar.
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HOLAN
V. et al. 1980 offenbart Haut-Allografttoleranz, ausgelöst durch
in vitro trainierte Suppressorzellen (Immunology Letters, 1: 265–267).
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RAMMENSEE
H.-G. et al. 1982 beschreibt die Suppression zellvermittelter Lymphozyttoxizität gegen
Minor-Histokompatibilitätsantigene,
vermittelt durch Lyt-1-plus
Lyt-2-plus-T-Zellen von Stimulatorstammursprung (European Journal
of Immunology, 12: 930–934).
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ZHANG
LI et al. 1994 bezieht sich auf die Rolle infundierter CD8+-Zellen
bei der Induktion peripherer Toleranz (Journal of Immunology, 152: 2222–2228).
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BURLINGHAM
WILLIAM J. et al. 1995 offenbart Mikrochimärentum, das an zytotoxisches
T-Lymphozyten-funktionelles
Nichtansprechen (klonale Anergie) in einem toleranten Nierentransplantatempfänger gebunden
ist (Transplantation, 59: 1147–1155).
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Reisner
et al. 1988 betrifft nicht-alloreaktive Spender-Anti-Dritte-CTLs, welche Knochenmarkallotransplantate über Histohauptkompatibilitätsbarrieren
in sublethal bestrahlten Mäusen
erleichtern (Blood, 265A, Zusammenfassung 1088).
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Es
besteht somit ein weithin anerkannter Bedarf, und es wäre höchst vorteilhaft,
dieses zu haben, an einem neuen Vetozellpräparat, das frei von Alloreaktivität ist, das
verwendet werden kann, um die Abstoßung transplantierter Organe,
Gewebe oder Zellen im Wesentlichen zu reduzieren, ohne eine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
hervorzurufen, wodurch eine dauerhafte Toleranz gegenüber den
transplantierten Organen, Geweben oder Zellen herbeigeführt wird.
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Die
Dosis der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert, die
Anwendung einer Dosis ist in den Ansprüchen 2 und 27 definiert, das
Verfahren ist in Anspruch 55 definiert, das Zellpräparat ist
in den Ansprüchen
73 und 83 definiert.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Transplantieren
eines von einem Spender gewonnenen Transplantats in einen Empfänger verschafft,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst des (a) Transplantierens
des Transplantats in den Empfänger;
und (b) dem Empfänger Verabreichens
einer Dosis einschließlich
nicht-alloreaktiver anti-Dritter zytotoxischer T-Lymphozyte (CTLs),
wobei die nicht-alloreaktiven
Anti-Dritte-CTLs erzeugt werden durch Lenken von T-Lymphozyten des
Spenders auf ein Antigen oder Antigene Dritter, die Dosis im Wesentlichen
an T-Lymphozyten
verarmt ist, die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu
entwickeln, wodurch sowohl Transplantatabstoßung durch den Empfänger als
auch Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion verhindert oder abgemildert
wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Behandeln eines Empfängers
verschafft, der an einer Krankheit leidet, welche die Transplantation
unreifer hämatopoetischer
Zellen erfordert, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des (a)
Vorbehandelns des Empfängers
unter sublethalen, (b) dem lethalen oder supralethalen Bedingungen;
Empfänger
Verabreichens einer ersten Dosis einschließlich unreifer hämatopoetischer
Zellen einschließlich
Stammzellen von einem allogenen oder xenogenen Spender; und (c)
dem Empfänger
Verabreichens einer zweiten Dosis einschließlich nicht-alloreaktiver allogener
anti-Dritter zytotoxischer T-Lymphozyte (CTLS), wobei die CTLs erzeugt
werden durch Richten von von dem Spender gewonnenen T-Lymphozyten
gegen ein Antigen oder Antigene Dritter, wobei die zweite Dosis
im Wesentlichen an T-Lymphozyten verarmt ist, die in der Lage sind,
sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, wodurch sowohl Transplantatabstoßung als
auch Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion verhindert oder abgemildert
werden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung nicht-alloreaktiver
Anti-Dritter zytotoxischer T-Lymphozyte (CTLs) verschafft, wobei
das Verfahren den Schritt des Lenkens von T-Lymphozyten gegen ein
Antigen oder Antigene Dritter und das im Wesentlichen Verarmen an
T-Lymphozyten, die
in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, umfasst.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zellpräparat zur
Transplantation bei einem Empfänger
verschafft, wobei das Zellpräparat
von einem Spender gewonnene nicht-alloreaktive anti-Dritte zytotoxische
T-Lymphozyten (CTLs) umfasst, die gegen ein Antigen oder Antigene
Dritter gerichtet sind, wobei das Zellpräparat im Wesentlichen an T-Lymphozyten
verarmt ist, die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln.
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Gemäß einem
zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zellpräparat zur
Transplantation bei einem Empfänger
verschafft, wobei das Zellpräparat
(a) von einem Spender gewonnene unreife hämatopoetische Zellen einschließlich Stammzellen,
und (b) von einem Spender gewonnene, nicht-alloreaktive anti-Dritte
zytotoxische T-Lymphozyten (CTLs) umfasst, die gegen ein Antigen
oder Antigene Dritter gerichtet sind, wobei das Zellpräparat im
Wesentlichen an T-Lymphozyten verarmt ist, die in der Lage sind,
sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln.
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Gemäß weiteren
Merkmalen in nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungen
der Erfindung sind Dosis, T-Lymphozyten
oder Präparat
im Wesentlichen an CD4-T-Zellen
und/oder CD56 natürlichen
Killerzellen verarmt.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen wird die Verarmung
an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
durch Vorenthalten eines Faktors bewirkt, der (i) zur Reifung von CTLs
benötigt
wird; und (ii) von heranreifenden CTLs abgesondert wird.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist der Faktor ein
Zytokin.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist das Zytokin IL2.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen wird die Verarmung
an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
durch Affinitätsmarkierung,
gefolgt von Separation auf Basis der Markierung, bewirkt.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen wird die Verarmung
an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
durch Affinitätsreinigung
bewirkt.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen wird der Spender aus
der aus einem allogenen Spender, der entweder HLA-identisch oder
nicht-HLA-identisch ist, und einem xenogenen Spender bestehenden
Gruppe gewählt.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist der Empfänger ein
Mensch.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind sowohl der Empfänger als
auch der Spender Menschen.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist besagtes Antigen
oder Antigene von dritter Seite aus der Gruppe gewählt, bestehend
aus Zellen von dritter Seite, einem Zellantigen, einem viralen Antigen,
einem bakteriellen Antigen, einem Proteinextrakt und einem gereinigten
Protein. In einer derzeit bevorzugten Ausführung ist das Antigen von dritter
Seite synthetische Peptide, die virale Antigene darstellen und die
durch damit gepulste autologe antigenpräsentierende Zellen präsentiert
werden.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist das virale Antigen
ein EBV- oder ein
CMV-Antigen.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist das gereinigte
Protein Ovalbumin.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die Zellen von
dritter Seite allogene oder xenogene Zellen in Bezug auf den Empfänger.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen haben die allogenen
Zellen HLA-Antigene,
die von denen des Spenders unterschiedlich sind, die jedoch nicht kreuzreaktiv
mit den Empfänger-HLA-Antigenen sind.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die allogenen
Zellen stimulatorische Zellen, gewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Zellen, gereinigt aus peripheren Blutlymphozyten, Milz oder
Lymphknoten, zytokinmobilisierten PBLs und in vitro expandierten antigendarstellenden
dendritischen Zellen (APC).
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die unreifen hämatopoetischen
Zellen einschließlich Stammzellen
aus dem Knochenmark, mobilisiertem peripherem Blut, fötaler Leber,
Dottersack und/oder Nabelschnurblut des Spenders gewonnen, jedoch nicht
aus menschlichen Embryos.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die mobilisierten peripheren
Blutzellen durch Leukapherese peripheren Bluts des Spenders nach
Stimulation mit einem geeigneten Zytokin erhalten.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die unreifen hämatopoetischen
Zellen T-Zellen-verarmte hämatopoetische
Progenitorzellen.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen sind die T-Zellen-verarmten
hämatopoetischen
Zellen CD34+-Progenitor-hämatopoetische
Zellen.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen beträgt ein Zellverhältnis zwischen
besagten zytotoxischen T-Lymphozyten und besagten unreifen hämatopoetischen
Zellen einschließlich
Stammzellen zumindest 1 bis 100, bevorzugt 1,5 bis 100.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen beträgt die Zellanzahl
der einem Empfänger
infundierten zytotoxischen T-Lymphozyten mehr als 5 × 106/kg Körpergewicht
und beträgt
die der unreifen hämatopoetischen
Zellen einschließlich
Stammzellen (CD34-Zellen) mehr als 1,0 × 106/kg
Körpergewicht.
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Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen werden Transplantations-
und Verabreichungsschritte gleichzeitig bewirkt, oder alternativ
wird der Transplantationsschritt entweder vor oder nach dem Verabreichungsschritt
durchgeführt.
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Die
vorliegende Erfindung spricht erfolgreich die Mängel der derzeit bekannten
Konfigurationen an, indem sie Vetozellen zur Verfügung stellt,
die hocheffizient bei der Verhinderung von Transplantatabstoßung, jedoch
frei von Transplantat-gegen-Wirt-Reaktionspotential sind.
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Die
Erfindung wird hierin nur als Beispiel beschrieben, unter Verweis
auf die begleitenden Zeichnungen. Unter spezifischer Bezugnahme
auf die Zeichnungen im einzelnen wird hervorgehoben, dass die dargestellten
Besonderheiten beispielhaft sind und nur zu Zwecken illustrativer
Erläuterung
der bevorzugten Ausführungen
der vorliegenden Erfindung dienen und aufgrund der Verschaffung
dessen, was für
die nützlichste
und am leichtesten verständliche Beschreibung
der Grundsätze
und Konzeptaspekte der Erfindung gehalten wird, vorgelegt werden.
In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, Einzelheiten der
Erfindung detaillierter darzustellen, als dies für ein fundamentelles Verständnis der
Erfindung erforderlich ist, wobei die Beschreibung zusammengenommen
mit den Zeichnungen es den Fachleuten deutlich macht, wie die verschiedenen
Formen der Erfindung in der Praxis ausgeführt werden können.
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In den Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das den Gehalt von Anti-Wirt-CTLp in Spender-anti-Dritte-CTL-Linien
abbildet, die mit und ohne IL2-Entzug hergestellt sind.
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2a ist
ein Histogramm, das die Veto-Aktivität nicht-alloreaktiver Anti-Dritter-CTLs
abbildet. Die Figur zeigt Aktivität Anti-Dritter-CTLs als eine Funktion
von Vetozellenkonzentration, wie aus 17 verschiedenen Experimenten
zusammengetragen. Von Responderzellen (C3H/Hej) gezeigte spezifische Lyse
wurde dokumentiert bei Stimulation gegen Balb/c (massive Quadrate)
oder SJL(μoffene
Quadrate)-Splenozyten, in Gegenwart verschiedener Konzentrationen
von Zellen aus einer Balb/c-anti-Dritte(C57BL/6)-CTL-Linie.
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2b ist
ein Diagramm, das den Vetoeffekt nicht-alloreaktiver Anti-Dritter-CTLs als
eine Funktion effektiver Veto-Responderzellenverhältnisse
abbildet. Das Abtöten
von Responderzellen (CTL-Progenitoren) (C3H/Hej), die gegen Balb/c
(massiver Kreis)- oder SJL(offener Kreis)-Splenozyten stimuliert
waren, wurde in Gegenwart verschiedener Konzentrationen von einer
Balb/c-anti-Dritte(C57BL/6)-CTL-Linie getestet.
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3 ist
ein Diagramm, das die Veto-Aktivität von Anti-Dritte-CTLs als
eine Funktion der Zeit des Vetozellenzusatzes abbildet. Der Prozentsatz des
Abtötens
von Responderzellen (C3H/Hej), die durch eine Balb/c-anti-Dritte(C57BL/6)-CTL-Linie (auf
einem 1 : 50 Veto-Responderzellenverhältnis) gegen Balb/c-Splenozyten
stimuliert waren, wurde in Funktion der Zeit des CTL-Zusatzes getestet.
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4 ist
ein Histogramm, das die Inhibierung des Vetoeffekts durch einen
monoklonalen Anti-CD8-Antikörper
abbildet. Anti-CD8 mAb (Anti Ly-2,2) wurde in verschiedenen Konzentrationen
zu gemischter Lymphozytenreaktion (MLR) zugesetzt, die aus Responderzellen
(C3H/Hej) bestand, die gegen Balb/c-Splenozyten stimuliert waren, und Zellen aus
einer Balb/c-anti-Dritte(C57BL/6)-CTL-Linie (auf einem 1 : 50-Veto-Responderzellenverhältnis).
Die
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5a–c bilden
das spezifische Entfernen von Responder-CTL-p ab, das gegen das
H-2-Antigen der Vetozellen gerichtet ist. Splenozyten von 2c-transgenen
Mäusen
(H-2b), die transgenes TCR spezifisch gegen
H-2d (1B2+) tragen,
wurden in MLR gegen Balb/c-Splenozyten (H-2d)
stimuliert. Die Häufigkeit
von 1B2+CD8-Zellen vor (5a) und nach dem Zusatz
zu der MLR-Kultur von Balb-anti-C3H(5b)- oder
SJL-anti-C3H(5c)-CTLs wurde mittels FACS 5 Tage nach Initiieren
der MLR ermittelt.
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6a ist
ein Histogramm, das die Rolle von Fas-Ligand (Fas-L) und Perforin bei der
Veto-Aktivität
anti-Dritter-CTLs
abbildet. Aus Wildtyp-C3H-Splenozyten generierte Anti-Dritte-CTLs
wurden mit CTLs verglichen, die aus Fas-L-defizienten gld/C3H oder aus
perforindefizienten PO-Splenozyten generiert wurden. Kulturen zur
Vetoermittlung bestanden aus Balb-anti-C3H-MLR (massive Säule), während Balb-anti-SJL als eine
Kontrolle zur Hintergrundinhibierung (offene Säule) diente. Im Fall von PO-CTLs bestanden
Kulturen zur Vetobestimmung aus C3H-anti-PO-MLR (massive Säule), während C3H-anti-SJL
als Kontrolle diente (offene Säule).
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6b ist
ein Histogramm, das die Umkehrung von Veto-Aktivität in Fas-L-defizienten CTLs durch
Gentransfer von Fas-L abbildet. Aus Wildtyp-C3H-Splenozyten generierte
Anti-Dritte-CTLs wurden mit CTLs verglichen, die aus Fas-L-defizienten
gld/C3H generiert worden waren, vor, a, und nach Transfektion mit
Fas-L-haltigem retroviralen Vektor, b, oder mit einer Vektorattrappe,
c.
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7a ist
ein Histogramm, das die Rolle von Fas in der Veto-Aktivität von Anti-Dritte-CTLs
abbildet. Responder-CTL-Progenitoren von Wildtyp-C3H oder von Fas-defizientem 1pr/C3H-Hintergrund
wurden auf ihre Empfindlichkeit für den Vetoeffekt von Balb-anti-C57BL/6-CTLs verglichen.
Kulturen zur Vetoermittlung bestanden aus C3H-anti-Balb-MLR (massive
Säulen)
oder 1pr/C3H-anti-SJL (offene Säulen),
die als Kontrolle zur Ermittlung der Hintergrundinhibierung dienten.
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7b ist
ein Histogramm, das den Effekt eines Fas-L-Antagonisten auf den Veto-Effekt von CTLs
abbildet. Kulturen zur Vetoermittlung bestanden aus Balb-anti-C3H-MLR (massive Säulen) oder Balb-anti-SJL
(offene Säule),
die als Kontrolle zur Ermittlung von Hintergrundinhibierung dienten.
Die
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8a–d bilden
das Entfernen von Anti-H2d-T-Zellen durch
nicht-alloreaktive Anti-Dritte-CTLs ab. Splenozyten von 2c-transgenen
Mäusen (H-2b), die transgene TCR spezifisch gegen H-2d trugen, wurden in MLR gegen Balb/c-Splenozyten (H-2d) stimuliert. Ausdruck von Fas auf CD8-transgenen
(1B2+)-T-Zellen wurde durch FACS vor MLR (8a)
und bei 48 Std. (8b) analysiert. Das Entfernen
von Fas+1B2+CD8-T-Zellen
nachfolgend an den Zusatz zu der MLR-Kultur von Balb-anti-C3H(8c)-
oder SJL-anti-C3H(8d)-CTLs wurde bei
48 Stunden nach Initiierung der MLR ermittelt.
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9 ist
ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen
Zellen pro Kultur und dem Prozentsatz nicht ansprechender Zellen
unmanipulierter Peripherblutlymphozyten (PBLs) abbildet, die einem Spender
(R) entnommen und gegen potentielles Wirttyp-PBL (Patient Nr. 38)
stimuliert worden waren. Es wurde gezeigt, dass die spezifische
Abtötung nicht-HLA-bezogener Zelltypen
(Patient Nr. 40) zu vernachlässigen
war (Quadrat), während
die Abtötung
gegen die ursprünglichen
Stimulatoren (Raute und Kreis) auf hoher Potenz aufrechterhalten
wurde.
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10 ist
ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen
Zellen pro Kultur und dem Prozentsatz nicht ansprechender Zellen
einer aus PBL von Spender R (in 1 beschrieben)
durch Stimulation gegen EVB-transformierte
Stimulatoren von seiten Dritter (S genannt) erstellten CTL-Linie
abbildet. Beim Stimulieren der Zellen dieser CTL-Linie gegen das Wirttyp-PBL
(Patient Nr. 38) wurde demonstriert, dass die spezifische Abtötung vernachlässigbar
war (Kreis) im Vergleich zu derjenigen gegen Kontrollzellen (Patient
Nr. 40, unspezifischer Hintergrund) (Quadrat) festgestellten. Die
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11a–b
sind Säulendiagramme,
die die Veto-Aktivität menschlicher
Anti-Dritter-CTLs demonstrieren. 11a zeigt
die Inhibierung spezifischer Lyse bei einem Verhältnis von 1 : 25 und 1 : 50 Veto-
zu Effektorzellen, im Vergleich zu einem Kontrollexperiment (11b), das dieselben Vetozellen in einer nicht
relevanten MLR, gerichtet gegen einen irrelevanten Stimulator, der
verschiedene HLA-Antigene trägt,
verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vetozellpräparate, Verfahren zu deren
Herstellung und deren Verwendung bei Transplantationen, welche Vetozellen
zur Auslösung
dauerhafter Toleranz von Spenderorganen, -geweben oder -zellen ohne
Auslösung von
Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
verwendet werden können.
Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung Vetozellpräparate zur
Verwendung bei Transplantationen, welche Vetozellpräparate Zellen
beinhalten, die als Vetozellen funktionell sind, die jedoch im Wesentlichen
frei von alloreaktiven Zellen sind und als solche diese Vetozellen,
wenn sie in einen Empfänger
eingebracht sind, Transplantatabstoßung verhindern, ohne eine
Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion auszulösen.
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Die
Prinzipien und Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung können unter
Verweis auf die Zeichnungen und begleitenden Beschreibungen besser
verstanden werden.
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Bevor
zumindest eine Ausführung
der Erfindung detailliert erläutert
wird, ist anzumerken, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht
auf die in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführten Einzelheiten beschränkt ist.
Die Erfindung ist zu anderen Ausführungen fähig oder dazu, auf verschiedene Weisen
praktiziert oder ausgeführt
zu werden. Es ist auch anzumerken, dass die hierin verwendete Phraseologie
und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als
einschränkend
anzusehen ist.
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Frühe Studien
bei Mäusemodellen
und rezentere klinische Daten bei schwer vorbehandelten Leukämiepatienten
haben gezeigt, dass die Eskalation hämatopoetischer Progenitorzellen
größere genetische
Barrieren überwinden
und die rasche und dauerhafte Transplantierung haploidentischer
3-Loci-fehlangepasster Transplantate ohne Auslösung von Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
ermöglichen kann.
In vitro-Studien suggerieren, dass Vetozellen innerhalb der CD34-Progenitorenpopulation
wahrscheinlich diesen erleichternden Effekt vermitteln.
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Auch
wurde rezent gezeigt, dass das "Megadosis"-Konzept nützlich war
zur Toleranzinduktion bei sublethal bestrahlten Mäusen, indem
es den deutlichen Widerstand überwand,
der durch die große
Anzahl von Lymphozyten geboten wurde, die die sublethale Vorbehandlung überlebten.
Durch Transplantation einer Megadosis von Sca1+Lin–-Zellen
generierte allogene Chimären
akzeptieren dauerhaft allogene Spendertyp-Hauttransplantate.
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Es
kann jedoch sein, dass die zur Erreichung dieses wünschenswerten
Ziels erforderlichen Anzahlen nicht leicht von menschlichen Spendern
gesammelt werden können.
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Es
wurde auch gezeigt, dass nicht-alloreaktive, Erdnuss-Agglutinin-negative
Thymozyten von (Wirt × Spender)
F1, die aufgrund ihrer genetischen Zusammensetzung nicht-alloreaktiv sind,
die Einpflanzung T-Zellen-verarmten Knochenmarks verbesserten.
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Rezenter
wurde gezeigt, dass diese Zellen mit Mäuse-Sca1+Lin–-Zellen
synergieren, um die Mindestanzahl von Zellen zu verringern, die
erforderlich sind, um die Herbeiführung wesentlichen gemischten Chimärentums
in dem sub-lethalen Mäusemodell
zu erzielen.
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Beim
Menschen können
nicht-alloreaktive T-Zellen durch Purgieren von Interleukin-2-Rezeptor(CD25)-MLR-reaktiven
T-Zellen oder durch Anergie-Induktion bei Inkubation mit CTLA-4
generiert werden. Diese Herangehensweisen, die T-Zellen-Stimulation mit genau den Antigenen
anwenden, gegen die Toleranz erwünscht
ist, könnten
ein gewisses Risiko der Erzeugung geprägter CTLs beinhalten, falls jedwede
CTL-Progenitoren der Löschung
oder Anergie-Induktion
entkommen. Sobald solche Anti-Wirt-CTLs generiert sind, ist es sehr
schwierig, ihre Alloreaktivität
in vivo zu unterdrücken.
-
Eine
alternative Herangehensweise basiert auf früheren Studien, die zeigten,
dass CD8+CTL-Klone eine extrem hohe Veto-Aktivität besitzen.
-
Von
einem Spender gewonnene T-Lymphozyten, die einem Antigen von dritter
Seite ausgesetzt waren, erwiesen sich als nützlich bei der Erzeugung von
CTLs, die bei der Verhinderung oder Abmilderung von Transplantatabstoßung effektiv
waren, jedoch enthielten solche CTL-Präparate eine wesentliche Fraktion
von einem Spender gewonnener T-Lymphozyten, die sich zu alloreaktiven
Spender-CTLs entwickeln könnten,
die eine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion auslösen.
-
Während des
Reduzierens der vorliegenden Erfindung auf die Praxis wurden Spender-Anti-Dritte-CTLs,
die an Anti-Wirt-Alloreaktivität verarmt
sind, generiert. In den bevorzugten Ausführungen der Erfindung sind
Zellpräparate
auch im Wesentlichen verarmt an CD4-T-Zellen und/oder CD56-natürlichen Killerzellen,
vorzugsweise beides.
-
Wie
weiter in den Beispielen 1 und 2 des unten angeführten Abschnitts Beispiele
beschrieben ist, bezog die Verarmung von Zellen mit einem Potential, alloreaktive
(Anti-Wirt)CTLs aus einer Spender-Anti-Dritte-CTLs-Kultur zu werden, in dem
vorgesehenen spezifischen Beispiel, einen anfänglichen IL-2-Entzug ein, der
zur Apoptose von in der Kultur vorhandenen nicht-induzierten T-Zellen
führte.
Studien, die solche Mäuse-
und Human-CTL-Präparate nutzten,
die in vitro durchgeführt
wurden, demonstrierten, dass solche nicht-alloreaktiven CTL-Präparate an Zellen verarmt sind,
die das Potential haben, zu Anti-Wirt-CTLs heranzureifen.
-
Somit
wird gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Transplantieren eines
von einem Spender gewonnenen Transplantats in einen Empfänger verschafft.
-
Wie
hierin verwendet, beziehen die Begriffe "Transplantat" oder "Graft" sich auf entweder allogene oder xenogene
Transplantate oder Grafts, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf,
ganzer Organe, wie beispielsweise Niere, Herz, Leber oder Haut;
Gewebe, wie beispielsweise aus einem Organ, wie etwa der Leber,
gewonnene Gewebe oder Zellen, wie beispielsweise unreife hämatopoetische
Zellen.
-
Wie
hierin verwendet, bezieht der Begriff "allogen" sich auf derselben Spezies angehörend. Als solches
ist ein "Allograft" ein Transplantat
zwischen zwei Individuen derselben Spezies, welche Individuen starke
(nicht verwandte Individuen) oder schwache (haploidentische Geschwister)
Histokompatibilitätsunterschiede
aufweisen.
-
Wie
hierin, beziehen die Begriffe "xenogen" oder "heterogen" sich auf zwei verschiedenen
Spezies angehörend.
Als solches ist ein "Xenograft" oder ein "Heterograft" ein Transplantat
zwischen zwei Individuen einer verschiedenen Spezies.
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Somit
kann das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, das hierin nachstehend weiter beschrieben und beispielhaft
dargestellt wird, zur Transplantation eines Organs, wie etwa einer
Niere oder eines Herzens, auf einen Empfänger verwendet werden, der
beispielsweise an Nieren- oder Herzversagen leidet, oder zur Transplantation
von Leber, Lunge oder Hautgewebe auf einen Empfänger, der an Leber- oder Lungenversagen
oder Hautbeschädigung
(z.B. Verbrennungen) leidet.
-
Das
nachstehend beschriebene Verfahren kann auch beispielsweise zur
Behandlung eines Empfängers
verwendet werden, der an einer Erkrankung leidet, die die Transplantation
unreifer hämatopoetischer
Zellen erfordert.
-
Im
letzteren Fall sind dies unreife allogene oder xenogene hämatopoetische
Zellen (einschließlich
Stammzellen), die beispielsweise aus Knochenmark, mobilisiertem
peripherem Blut (beispielsweise durch Leukapherese), fötaler Leber,
Dottersack und/oder Nabelschnurblut des Spenders, jedoch nicht aus
menschlichen Embryos, gewonnen sein können. Sie sind vorzugsweise
T-Zellen-verarmte CD34+ unreife hämatopoetische
Zellen und können auf
einen an einer bösartigen
Erkrankung leidenden Empfänger
transplantiert werden. Eine solche Erkrankung kann sein, ist jedoch
nicht beschränkt
auf, Leukämie
wie etwa akute Lymphoblastenleukämie (ALL),
akute Nichtlymphoblastenleukämie
(ANLL), akute myeloische Leukämie
(AML) oder chronische myeloische Leukämie (CML), und schwere kombinierte
Immundefizienzsyndrome (SCID), einschließlich Adenosindeaminase (ADA),
Osteopetrose, aplastische Anämie,
Gaucher-Krankheit, Thalassämie und
andere angeborene oder genetisch bestimmte hämatopoetische Abweichungen.
-
Ungeachtet
des Transplantattyps nutzt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung,
um Transplantatabstoßung
zu vermeiden, auch ein neues Vetozellpräparat, das nicht-alloreaktive
anti-Dritte zytotoxische T-Lymphozyten (CTLs) beinhaltet. Solche
CTLs werden durch Konditionieren von einem Spender gewonnener T-Zellen
gegen Antigene von dritter Seite generiert. Dieses CTL-Zellpräparat wirkt so,
das es Transplantatabstoßung
beim Empfänger verringert.
Weitere Einzelheiten eines solchen CTL-Präparats sind in den Beispielen
1–3 des
Abschnitts Beispiele angegeben. Solche Präparate sind verarmt an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
wodurch sowohl Transplantatabstoßung durch den Empfänger als auch
Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion verhindert oder abgemildert werden.
-
Wie
hierin verwendet, bezieht der Ausdruck "nicht-alloreaktiv" sich auf im Wesentlichen keine Reaktivität gegen
den Spender oder Empfänger
aufweisend.
-
Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung werden diese CTLs entweder gleichzeitig mit,
vor der oder anschließend
an die Transplantation des Spendertransplantats verabreicht.
-
Im
Fall hämatopoetischer
Zelltransplantation beträgt
das Zellverhältnis
zwischen den zytotoxischen T-Lymphozyten und den unreifen hämatopoetischen
Zellen einschließlich
Stammzellen zumindest 1 zu 100, vorzugsweise im Bereich von 1 zu
1–5 zu 1,
bevorzugter etwa. Vorzugsweise beträgt die Zellenanzahl der einem
Empfänger
infundierten zytotoxischen T-Lymphozyten mehr als 5 × 106/kg Körpergewicht
und beträgt
die der unreifen hämatopoetischen
Zellen einschließlich
Stammzellen (CD34-Zellen) mehr als 1,0 × 106/kg
Körpergewicht.
-
Wie
hierin verwendet, bezieht der Ausdruck "Antigen oder Antigene Dritter" sich auf Antigene,
die weder bei Spender noch Empfänger
vorhanden sind.
-
Beispielsweise
können
Antigene von dritter Seite Antigene von Viren sein, wie beispielsweise
Epstein-Barr-Virus
(EBV) oder Zytomegalievirus (CMV) oder Zellen von dritter Seite
(Zellen nicht vom Spender oder Empfänger). Virale Antigene können durch Zellen
(z.B. Zelllinie) präsentiert
werden, die damit infiziert sind oder anderweitig dazu gebracht
sind, virale Proteine auszudrücken.
Autologe Antigene präsentierende
Zellen können
verwendet werden, um darangeschweißte oder daraufgeladene kurze
synthetische Peptide zu präsentieren.
Solche kurzen Peptide können
viral gewonnene Peptide oder Peptide, die ein anderes Antigen darstellen,
sein. Speziell entworfene Software kann zum Analysieren viraler oder
anderer Sequenzen verwendet werden, um immunogene kurze Peptide
zu identifizieren, d.h. Peptide, die im Kontext von Klasse I-MHC
oder Klasse II-MHC präsentierbar
sind.
-
Zellen
von dritter Seite können
in Bezug auf den Empfänger
entweder allogen oder xenogen sein. Vorzugsweise haben, im Fall
allogener Zellen von dritter Seite, solche Zellen HLA-Antigene,
die sich von denen des Spenders unterscheiden, die jedoch nicht
mit den Empfänger-HLA-Antigenen
kreuzreaktiv sind, sodass gegen solche Zellen generierte CTLs nicht
gegen Transplantat- oder
Empfängerantigene reaktiv
sind.
-
Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung sind die allogenen Zellen von dritter
Seite stimulatorische Zellen, gewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Zellen, die aus PBL, Milz- oder Lymphknoten gereinigt sind,
zytokinmobilisierten PBLs und in vitro expandierten antigen-präsentierenden
dendritischen Zellen (APC).
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Antigene
von dritter Seite können
auf den zellulären,
viralen oder bakteriellen Oberflächen
präsentiert
oder von dort gewonnen und/oder gereinigt werden. Zusätzlich kann
ein virales Antigen auf einer infizierten Zelle ausgestellt werden
und ein zelluläres Antigen
kann auf einem künstlichen
Träger,
wie etwa einem Liposom, ausgestellt werden.
-
Zusätzlich können Antigene
von dritter Seite beispielsweise Proteine sein, die aus einer breiten Spanne
von Quellen extrahiert oder gereinigt wurden. Ein Beispiel für ein gereinigtes
Protein, das als ein Antigen von dritter Seite gemäß der vorliegenden Erfindung
dienen kann, ist Ovalbumin. Andere Beispiele sind geplant.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die CTLs vorzugsweise gegen Zellen von dritter
Seite oder Viren oder viral infizierte oder virale Peptide präsentierende
Zellen generiert und als solches sind die durch die vorliegende
Erfindung genutzten Antigene von dritter Seite verschiedene native
zelluläre
oder virale Antigene oder eine Kombination von beiden, die an der
Oberfläche
der Zelle oder des Virus angeordnet sind.
-
Die
Nutzung von Zellen, Viren, viral infizierten oder virale Peptide
präsentierenden
Zellen als Antigene von dritter Seite ist besonders vorteilhaft,
da solche Antigene von dritter Seite eine diverse Anordnung antigener
Determinanten beinhalten und als solche die Bildung von CTLs einer
diversen Population lenken, was weiter zu einer rascheren Rekonstitution
von T-Zellen dienen kann, in Fällen,
wo eine solche Rekonstitution erforderlich ist, z.B. anschließend an
eine lethale oder sublethale Bestrahlungsprozedur. Weiterhin ist
es, wenn CTLs gegen viral infizierte Zellen gerichtet werden, plausibel,
zumindest einige Aktivität
von Transplantat gegenüber
Krebszellen aufgrund von Kreuzreaktivität zwischen viralen Antigenen
und mit Krebszellen zusammenhängenden oder
spezifischen Antigenen zu erhalten.
-
Somit
wird, wie vorangehend bereits erwähnt, das Verfahren gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung durch Transplantieren des Transplantats
in den Empfänger
zusammen mit nicht-alloreaktiven anti-Dritte zytotoxischen T-Lymphozyten
(CTLs), die verarmt sind an T-Lymphozyten, die in der Lage sind,
sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, bewerkstelligt, wodurch
sowohl Transplantatabstoßung
durch den Empfänger
als auch Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion verhindert oder abgemildert
wird.
-
Da
die nicht-alloreaktiven Anti-Dritte-CTLs durch das Lenken von vom
Spender gewonnener T-Lymphozyte gegen Antigen oder Antigene von
dritter Seite generiert werden, verhindern oder mildern die resultierenden
CTLs Transplantatabstoßung durch
den Empfänger,
indem sie Empfänger-CTL-Progenitoren
(Responder), die gegen das Transplantat gebildet werden, abfangen
und abtöten. Weiterhin
sind, da die CTLs gegen Antigene von dritter Seite generiert werden,
solche CTLs nicht gegen Empfängergewebe
oder gegen das Spendertransplantat aktiv. Da die Anti-Dritte-CTLs
verarmt sind an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
verhindern oder mildern sie eine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Verfahren zum Transplantieren
eines Spendertransplantats weiter einen zusätzlichen Schritt, wobei der
Empfänger
vor der Transplantation unter sublethalen, lethalen oder supralethalen
Bedingungen vorbehandelt wird.
-
Eine
solche Vorbehandlung ist von der Natur des Transplantats und dem
Zustand des Empfängers abhängig. Der
Empfänger
kann beispielsweise durch Ganzkörperbestrahlung
(TBI) und/oder durch Behandlung mit myeloablativen und immunsuppressiven
Mitteln gemäß Standardprotokollen
unter sublethalen, lethalen oder supralethalen Bedingungen vorbehandelt
werden.
-
Beispielsweise
liegt eine sublethale Bestrahlungsdosis im Bereich von 1–7,5 Gy
TBI, eine lethale Dosis liegt im Bereich von 7,5–9,5 Gy TBI und eine supralethale
Dosis liegt im Bereich von 9,5–16,5
Gy TBI. Beispiele für
myeloablative Mittel sind Busulphan, Dimethylmileran und Thiotepa,
und für
immunsuppressive Mittel sind es Prednison, Methylprednisolon, Azathioprin,
Cyclosporin, Cyclophosphamidin, Fludarabin, etc.
-
Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird der Empfänger vorzugsweise unter sublethalen
Bedingungen vorbehandelt.
-
Wie
bereits mehrfach festgestellt, sind die nicht-alloreaktiven Anti-Dritte-CTLs gemäß der vorliegenden
Erfindung im Wesentlichen verarmt an T-Lymphozyten, die in der Lage
sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, und werden daher
als "nicht-alloreaktiv" bezeichnet. Als
solches unterscheiden sie sich von und sind sie vorteilhaft gegenüber Vetozellen
des Standes der Technik. Verarmung an T-Lymphozyten, die in der
Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, ist von besonderem Vorteil,
da das Vorhandensein alloreaktiver Zellen im Empfänger zur
Entwicklung von Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
führen
kann.
-
Ein
nicht-alloreaktives anti-Dritte CTLs-Zellpräparat wird generiert wie oben
beschrieben, indem von einem Spender gewonnene T-Lymphozyten gegen
Antigene von dritter Seite gelenkt und das Präparat verarmt wird an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird die Verarmung an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, bewirkt,
indem T-Lymphozyten, die in Gegenwart von Antigenen von dritter Seite
kultiviert wurden, ein Faktor vorenthalten wird, der (i) zur Heranreifung
von CTLs oder Schutz vor Apoptose benötigt wird; und (ii) von heranreifenden CTLs
abgesondert wird. Under solchen Kultivationsbedingungen erfahren
T-Lymphozyten, die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs
zu entwickeln, Apoptose, wobei in der Kultur vorhandene heranreifende
CTLs den Faktorentzug überleben,
da solche Zellen selbst diesen Faktor (autokrin) absondern.
-
Der
Faktor gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Zytokin sein, wie
etwa, jedoch nicht beschränkt
auf, IL2. IL2-Entzug von CTL-Präparaten
ist im einzelnen in den Beispielen 1–3 des nachstehenden Abschnitts
Beispiele beschrieben.
-
Gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird die Verarmung an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickln, durch
Affinitätsmarkierung,
gefolgt von markierungsbasierter Abscheidung, bewirkt. Somit können, wenn
gegen Wirtantigene stimuliert, ein fluoreszierend markierter Anti-CD69-
oder Anti-CD25-Antikörper,
der spezifisch das eindeutige Aktivierungsantigen von T-Lymphozyten
bindet, und/oder ein fluoreszierend markiertes Anti-IL2 oder Anti-yINF,
das spezifisch Zellen bindet, die diese Zytokine absondern, verwendet
werden, um Anti-Wirt-T-Lymphozyten
von Anti-Dritte-CTLs abzuscheiden und dadurch T-Lymphozyten zu verarmen,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln.
Solche spezifische Markierung kann verwendet werden, um Anti-Dritte-CTL-Vorläufer vor
einem IL-2-Entzug oder als Ersatz für IL-2-Entzug zu selektieren.
-
Solch
spezifisches Markieren kann verwendet werden, um Anti-Dritte-CTL-Vorläufer vor
einem IL-2-Entzug oder als ein Ersatz für IL-2-Entzug zu selektieren.
-
Gemäß noch weiteren
Merkmalen in den beschriebenen bevorzugten Ausführungen wird die Verarmung
an T-Lymphozyten,
die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln,
durch Affinitätsreinigung
bewirkt.
-
Beispielsweise
kann ein Substrat, das einen Antikörper oder einen Liganden umfasst,
der in der Lage ist, spezifisch ein Zelloberflächenmolekül zu binden, das nur von T-Lymphozyten,
aber nicht von CTLs aufgewiesen wird, oder umgekehrt, verwendet werden,
um effektiv T-Lymphozyten
aus dem CTL-Präparat
zu verarmen, die in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu
entwickeln.
-
Das
Affinitätssubstrat
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine Säulenmatrix
sein, wie beispielsweise Agarose, Zellulose und dergleichen, oder
Kügelchen,
wie beispielsweise Magnetkügelchen,
worauf ein Anti-T-Lymphozyt
oder ein Anti-CTLs-Antikörper,
wie vorangehend beschrieben, immobilisiert ist.
-
Somit
kann gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung die Verarmung an T-Lymphozyten, die
in der Lage sind, sich zu alloreaktiven CTLs zu entwickeln, mittels
Säulenchromatographie
oder Magnetkügelchen-abscheidung bewirkt
werden.
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Der
Zweck bei der Züchtung
von Spender-T-Zellen, die gegen ein Antigen oder Antigene von dritter
Seite sensibilisiert sind, ist die Erzielung eines an alloreaktiven
Klonen, die gegen Wirtantigene gerichtet sind, verarmten T-Zellpräparats.
Wie hierin beschrieben, umfasst die Prozedur zwei Hauptschritte.
In dem ersten wird IL-2-Entzug angewendet, um eine teilweise Verarmung
an Zellen, die nicht ihr eigenes IL-2 produzieren können, zu
bewirken, in dem zweiten Hauptschritt werden Anti-Dritte-Klone kräftig mit
optimalen Dosen von Il-2 expandiert, um verbleibende Anti-Wirt-Klone
weiter zu verarmen. Im allgemeinen sind CD8-CTLs gegen im Kontext
der HLA Klasse I präsentierte
Antigene gerichtet, während
CD4-Helfer-T-Zellen Antigene im Kontext von HLA-Klasse II erkennen. Den letztgenannten
Zellen fehlt es an Vetoaktivität
und daher führt
die hierin beschriebene Prozedur zu einer minimalen Erzeugung solcher
Zellen. Experimentell wurde jedoch festgestellt, dass selbst bei
Verwendung von Stimulationsprotokollen, die die Erzeugung von CTLs
gegen Antigene von dritter Seite begünstigten, es schwierig ist,
am Ende der Kultur hohe Werte von CD8-CTLs zu erhalten, wenn nicht
CD4-T-Zellen und CD56-natürliche
Killer(NK)-Zellen 10–16
Tage nach der IL-2-Entzugsperiode (z.B. vor der Stimulation mit hohen
Niveaus von IL-2) entfernt wurden. Somit wird in einer bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung CD8-Zellenreinigung entweder durch negative
Selektion zur Entfernung von CD4- und CD56-Zellen oder durch positive
Selektion zum Zurückhalten
von CD8-Zellen bewirkt. Solche Selektion kann beispielsweise unter
Verwendung von Affinitäts-Feststoffträgern einschließlich Anti-CD8-Antikörpern (zur
positiven Selektion) oder Anti-CD4-Antikörpern und Anti-CD56-Antikörpern (zur
positiven Selektion) bewerkstelligt werden. Der Feststoffträger kann
eine Säule,
Kügelchen
oder Magnetkügelchen sein.
Alternativ kann eine solche Selektion beispielsweise unter Verwendung
von Affinitätsmarkierung, gefolgt
von FACS-Abscheidung unter Einsatz fluoreszierend markierter Anti-CD8-Antikörper, Anti-CD4-Antikörper und/oder
Anti-CD56-Antikörper
bewerkstelligt werden.
-
Gemäß noch einem
zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Transplantieren
eines von einem Spender gewonnenen Transplantats in einen Empfänger verschafft. Das
Verfahren gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist identisch zu dem hierin vorangehend
beschriebenen, mit der Ausnahme, dass die verwendeten Vetozellen
von nicht-T-Lymphozytursprung sind.
-
Ein
Vetozellpräparat
gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst von einem Spender gewonnene,
genetisch modifizierte nicht-T-Zellen, die rekombinanten Fas-Liganden
und rekombinantes CD8-Antigen ausdrücken.
-
Wie
in Beispiel 2 des Abschnitts Beispiele beschrieben, wurde, während des
Reduzierens der vorliegenden Erfindung auf die Praxis, entdeckt,
dass CTLs nur dann effektiv ein Veto gegen CTL-Vorläufer durchführen können, wenn
sowohl Fas-L als auch CD8 gemeinsam auf den früheren CTLs ausgedrückt werden.
-
Als
solches können
von einem Spender gewonnene nicht-T-Lymphozyt-zirkulatorische Zellen, wie
beispielsweise Monozyten, Neutrophillen oder Basophillen, auch also
effektive Vetozellen dienen, vorausgesetzt, dass diese Zellen CD8
und Fas-L ausdrücken
und aufweisen.
-
Zum
Ausdrücken
dieser Proteine in solchen Zellen werden die Codierungssequenzen
von Fas-L und CD8-Untereinheit o (Genbankzugang Nr. U11821 beziehungsweise
M12825, beide werden hierin als Referenz aufgenommen) einschließlich geeigneter
Führungssequenzen
isoliert und jede wird in ein geeignetes Ausdruckskästchen eines
Ausdrucksvektorkonstrukts ligiert.
-
Die
Vektorkonstrukte können
dann durch ein aus einer Vielzahl von in der Technik bekannten Verfahren
gemeinsam in die Zelle eingebracht werden. Solche Verfahren finden
sich generell beschrieben in Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", Cold Springs Harbor
Laboratory, New York, 1989, Ausubel et al., "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley and
Sons, Baltimore, Maryland, 1989, Chang et al., "Somatic Gene Therapy", CRC Press, Ann Arbor, MI, 1995, Vega
et al., "Gene Targeting", CRC Press, Ann
Arbor MI (995), "Vectors:
A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses", Butterworths, Boston
MA, 1988, and Gilboa et al., Biotechniques 4 (6): 504–512, 1986,
und beinhalten beispielsweise stabile oder vorübergehende Transfektion, Lipofektion,
Elektroporation, biolistisches Bombardement und Infektion mit rekombinanten
viralen Vektoren.
-
Jedes
Nukleinsäurekonstrukt
gemäß diesem Aspekt
der vorliegenden Erfindung enthält
einen Promoter zum Regulieren des Ausdrucks von Fas-L oder CD8.
Von solchen Promotern ist bekannt, dass sie cis-Sequenzelemente
sind, die zur Transkription erforderlich sind, da sie dazu dienen,
DNA-abhängige RNA-Polymerase
zu binden, die stromabwärts
davon vorhandene Sequenzen transkribiert.
-
Der
Promoter der Wahl, der in Zusammenhang mit diesem Aspekt der Erfindung
verwendet wird, kann jeder Promoter sein, der zum Ausdruck in Säugetierzellen
geeignet ist. Vorzugsweise ist der angewendete Promotor ein starker,
konstitutiver Promoter, der in der Lage ist, hohe Niveaus der Transkripte
auszudrücken.
Zusätzlich
kann, um die Transkriptionsaktivität weiter zu erhöhen, das
Vektorkonstrukt der vorliegenden Erfindung auch ein Transkriptionserhöhungselement
enthalten.
-
Das
Vektorkonstrukt gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise einen geeigneten
selektierbaren Marker. Es ist zu würdigen, dass, da hierin zwei
unabhängige
Konstrukte angewendet werden, jedes Konstrukt einen eindeutigen
selektierbaren Marker umfasst, sodass nach einer mit beiden Konstrukten
transformierten Zelle selektiert werden kann. Alternativ wird ein
Einzelvektor eingesetzt, der beide Gene unterbringt, jedes mit seinen
eigenen ausdrucksregulierenden Sequenzen.
-
Das
Vektorkonstrukt gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst weiterhin vorzugsweise einen Replikationsursprung
in Säugetierzellen
und einen geeigneten selektierbaren Marker und Replikationsursprung
zur Ausbreitung in E. Coli (d.h. Shuttlevektor). Das Vektorkonstrukt
der vorliegenden Erfindung kann zum vorübergehenden Ausdruck (d.h.
keine genomische Integration) oder zur Integration in das Genom
transformierter Zellen und den Ausdruck von dort aus angewendet
werden. Das Konstrukt gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Plasmid,
ein Bacmid, ein Phagemid, ein Cosmid, ein Phage, ein Virus oder
ein künstliches
Chromosom sein.
-
Es
ist zu würdigen,
dass CD8 und Fas-L auch von einem Einzelvektorkonstrukt als ein
einzelnes chimärisches
Transkript ausgedrückt
werden können,
vorausgesetzt, dieses Transkript enthält eine IRES-Sequenz zum Lenken
der Übersetzung
eines von dem Transkript verschlüsselten
zweiten Polypeptids.
-
Somit
nutzt gemäß diesem
Aspekt der vorliegenden Erfindung das Verfahren zum Transplantieren
eines Spendertransplantats ein Vetozellpräparat aus genetisch modifizierten
nicht-T-Zellen, die rekombinanten Fas-Liganden und rekombinantes CD8-Antigen
ausdrücken.
-
Es
ist zu würdigen,
dass ein solches Vetozellpräparat
inhärent
vorteilhaft zur Auslösung
von Toleranz von Transplantaten ist, da ein solches Präparat keine
Zellen T-lymphatischen Ursprungs enthält und solche Vetozellen daher
inhärent
keine Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion auslösen können.
-
Zusätzlich dienen
solche Zellen, da sie von dem Spender gewonnen sind, als ausgezeichnete Fallen
für CTL-Progenitoren, die
von dem Empfänger als
Reaktion auf das Transplantat erzeugt werden und als solche die
Transplantat-/Graft-Abstoßung verhindern
oder abmildern.
-
Somit
beschreibt dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung alternative
Herangehensweisen an das Generieren nicht-alloreaktiver Anti-Dritte-Vetozellen.
Durch Ausdrücken
von Fas-L und CD8, in einer Verschiedenheit von Zellen, können diese
Zellen als Vetozellen für
Antigene dienen, gegen die die Auslösung von Toleranz erwünscht ist.
-
Gleichartig
den durch andere Aspekte der vorliegenden Erfindung beschriebenen
Anti-Dritte-CTLs könnten
diese 'künstlichen' Vetozellen helfen,
den Bedarf an effektiven CD34-Megadosen bei fehlangepassten Leukämiepatienten
zu verringern und könnte
zu sicheren fehlangepassten hämatopoetischen
Transplantaten bei Patienten führen,
für die das
Risiko supralethaler Strahlen-/Chemotherapie nicht gerechtfertigt
ist, wie etwa Patienten mit Thalassämie, Sichelzellanämie und
einigen Enzymunzulänglichkeiten.
-
Weiterhin
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung das Auslösen
von im Wesentlichen dauerhaftem Chimärentum verwendet werden, um
Toleranz gegenüber
Organ- oder Gewebetransplantaten auszulösen, oder als Einleitung für adaptive
Zelltherapie bei Krebspatienten.
-
Zusätzliche
Gegenstände,
Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann
mit gewöhnlichem
Fachwissen deutlich bei Überprüfung der
nachfolgenden Beispiele, welche nicht einschränkend sein sollen. Zusätzlich findet jede
der verschiedenen Ausführungen
und jeder der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung, wie
hierin vorangehend umrissen und wie in dem Abschnitt Beispiele beansprucht,
experimentelle Unterstützung
in den nachfolgenden Beispielen.
-
BEISPIELE
-
Es
wird nun auf die nachfolgenden Beispiele verwiesen, welche, zusammen
mit den vorangehenden Beschreibungen, die Erfindung auf eine nicht einschränkende Weise
illustrieren.
-
Im
allgemeinen umfassen die hierin verwendete Nomenklatur und die in
der vorliegenden Erfindung angewendeten Laborprozeduren molekulare, biochemische,
mikrobiologische und rekombinate DNA-Techniken. Solche Techniken
sind in der Literatur gründlich
erläutert.
Siehe beispielsweise: "Molecular
Cloning: A Laboratory Manual" Sambrook
et al., (1989); "Current
Protocols in Molecular Biology" Volumes
I–III
Ausubel, R. M., ed. (1994); Ausubel et al., "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley and
Sons, Baltimore, Maryland (1989) Perbal, "A Practical Guide to Molecular Cloning", John Wiley & Sons, New. York
(1988); Watson et al., "Recombinant DNA", Scientific American
Books, New York; Birren et al. (eds) "Genome Analysis. A Laboratory Manual Series", Vols. 1–4, Cold
Spring Harbor Laboratory Press, New York (1998); Methodologien,
wie in den US-Patenten mit den Nummern 4 666 828; 4 683 202; 4 801
531; 5 192 659 und 5 272 057 ausgeführt; A Laboratory Handbook", Volumes I–III Cellis,
J. E., ed. (1994); "Current
Protocols in Immunology" Volumes
1-III Coligan J. E., ed. (1994); Stites et al. (eds), "Basic and Clinical
Immunology" (8th Édition),
Appleton & Lange,
Norwalk, CT (1994); Mishell and Shiigi (eds), "Selected Methods in Cellular Immunology", W. H. Freeman and
Co., New York (1980); verfügbare Immunoassays
sind ausführlich
in der Patent- und wissenschaftlichen Literatur beschrieben, siehe
beispielsweise die US-Patente
mit den Nummern US-A 3 791 932; 3 839 153; 3 850 752; 3 850 578;
3 853 987; 3 867 517; 3 879 262 3 901 654; 3 935 074; 3 984 533;
3 996 345; 4 034 074; 4 098 876; 4 879 219; 5 011 771 et 5 281 521; "Oligonucleotide Synthesis" Gait, M. J., ed.
(1984); "Nucleic
Acid Hybridization" Hames,
B. D., and Higins S. J., eds. (1985); "Transcription and Translation" Hames, B. D., and
Higgins S. J., eds. (1984); "Animal
Cell Culture" Freshney,
R. I., ed. (1986) "Immobilized
Cells and Enzymes" IRL Press,
(1986) "A Practical
Guide to Molecular Cloning" Perbal,
B., (1984) et "Methods
in Enzymology" Vol.
1–317,
Academic Press; "PCR
Protocols: A Guide To Methods And Applications", Academic Press, San Diego, CA (1990);
Marshak et al., "Strategies
for Protein Purification and Characterization – A Laboratory Course Manual" CSHL Press (1996)
welche alle hierin als Referenz aufgenommen werden, als wären sie
hierin vollständig
ausgeführt.
Andere allgemeine Referenzen werden in diesem Dokument vorgesehen.
Die darin aufgeführten
Prozeduren werden für wohlbekannt
in der Technik gehalten und sind zur Bequemlichkeit des Leser vorgesehen.
Die gesamte darin enthaltene Information wird hierin als Referenz aufgenommen.
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BEISPIEL 1
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Generierung von Spender-Anti-Dritte-Mäuse-CTLs: IL-2-Entzug verbessert
Verarmung an Anti-Wirt-CTL-Vorläufern
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Derzeit
werden nicht-myeloablative Vorbehandlungsprotokolle bei älteren Leukämiepatienten erprobt,
die HLA-identische Spender haben. Die Einpflanzung wird bei diesen
Patienten durch die große Anzahl
von T-Zellen vermittelt, die in den zur Transplantation verwendeten
unabgeschiedenen Progenitorpräparaten
aus peripherem Blut vorhanden sind. Diese Transplantate werden somit
mit begrenzter Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion und mit Anti-Wirt-Reaktivität assoziiert,
die zur Myeloablation von Wirthämatopoese
führt.
Für Patienten,
die keinen vollständig
passenden Spender haben, ist jedoch die T-Zellen-Toxizität ausgesprochener und relativ
unakzeptabel. Das Entfernen alloreaktiver T-Zellen aus dem Transplantatimpfstoff
wird wahrscheinlich die Einpflanzungspotenz schwächen und zu einer hohen Rate
von Transplantatabstoßung
führen. Als
solches, und wie in diesem Beispiel beschrieben, wurden Anti-Dritte-CTL-Präparate,
die frei von Zellen waren, die in der Lage sind, zu Anti-Wirt-CTLs
heranzureifen, erstellt, um die Abstoßungsrate zu verringern und
die Auslösung
von Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion zu verhindern.
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Während die
vorliegende Erfindung auf die Praxis reduziert wurde und wie hierin
spezifisch gezeigt ist, haben die Erfinder entdeckt, dass CTL-Vetozellpräparate eines
Spendertyps durch Stimulierung gegen Stimulatoren von dritter Seite
durch anfänglichen
Entzug von exogenem IL-2 effektiv an Alloreaktivität gegen
Wirtszellen verarmt werden können.
Diese Verarmung ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass nur aktivierte CTL-Vorläufer (CTs)
in der Lage sind, den IL-2-Entzug in der Primärkultur zu überleben. Offensichtlich könnte dieses
an Alloreaktivität
gegen den Wirt verarmte CTL-Präparat
potentiell die Auslösung
von Spendertypchimärentum ohne
Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion in sublethal bestrahlten Empfängern erleichtern.
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Zusätzlich untersucht
diese Studie die Mechanismen, die für die von nicht-alloreaktiven
Anti-Dritter-CTLs vermittelter Vetoaktivität verantwortlich sind.
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Materialien
und Verfahren:
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Tiere:
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Es
wurden 6–12
Wochen alte weibliche Mäuse
verwendet. C3H/HeJ, BALB/c, C57BL/6, gld/C3H/HeJ, lpr/C3H/HeJ wurden
von Roscoe B. Jackson Memorial Laboratory (Bar Harbor, ME) bezogen.
Ein Zuchtpaar transgener H-2b-Mäuse, die das
TCR-ab von dem CTL-Klon 2C mit Spezifität für Ld ausdrückten, wurde
freundlicherweise von Janko Nikolic-Zugic (Sloan-Kettering, NY) zur Verfügung gestellt.
Nachkommenschaft von diesen Tg-Mäusen und
PO-Mäusen
wurde im Tierzuchtzentrum des Weizmann-Instituts (Rehovot, Israel)
gezüchtet.
Alle Mäuse
wurden in kleinen Käfigen
gehalten (fünf
Tiere in jedem Käfig)
und mit sterilem Futter und saurem Wasser, das Cyprofloxacin (20 μg/ml) enthielt,
gefüttert.
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Herstellung
nicht-alloreaktiever Spender Anti-Dritter CTLs:
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Splenozyten
von Balb/c-Mäusen
(Spenderresponder) wurden geerntet und Einzelzellsuspensionen wurden
hergestellt. Die Zellsuspensionen wurden mit Tris-gepuffertem Ammoniumchlorid
behandelt, um rote Zellen zu entfernen, und die isolierten mononuklearen
Zellen (2 × 106/ml) wurden mit bestrahlten (20 Gy) C57BL/6-
oder C3H/HeJ(Stimulatoren von dritter Seite)-Splenozyten (2 × 106/ml) stimuliert und mit Tris-gepuffertem
Ammoniumchlorid behandelt. Responder und Stimulatoren wurden in
einem vollständigen
Gewebekulturmedium (CTCM) auf 37°C
in einem 5% CO2/Luft-Heraeusinkubator inkubiert.
5 Tage nach dem Säen
wurden 20 E/ml Human-rhIL-2 (Eurocetus, Mailand, Italien) der gemischten
Lymphozytenreaktionskultur alle 24 Stunden zugesetzt, 2 Tage später wurde
das Medium durch ein frisches Kulturmedium ersetzt. 10 Tage nach
dem Säen
wurden die MLR-Kulturen geerntet, fraktioniert auf Ficol-Paque plus
(Amersham Pharmacia Biotech AB, Schweden), durch FACS auf ihren CD8-Gehalt
analysiert und in unterschiedlichen Zellverhältnissen, wie hierin nachstehend
im Abschnitt Ergebnisse beschrieben, den MLR-Kulturen zugesetzt.
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MLR-Kulturen und Zytotoxizitätsassay:
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Milzzellen
von C3H/Hej-Mäusen
(Responder) wurden geerntet und Einzelzellsuspensionen wurden hergestellt,
wie oben beschrieben. Die Zellen (2 × 106/ml)
wurden dann mit bestrahlten (20 Gy) Balb/c-Splenozyten (2 × 106/ml) oder mit 2 × 106/ml bestrahlten
(20 Gy) SJL-Splenozyten stimuliert. Vier-sechs Replikate pro Gruppe
wurden in 96-Well-Platten mit U-Boden in 0,2 ml CTCM 6 Tage lang
auf 37°C
(5% CO2-Atmosphäre) kultiviert. Aus SJL- oder
Balb/c-Milzzellen (2 Tage in Gegenwart von 2 mg ConA/2 × 106 Zellen/ml) generierte ConA-Blasten wurden
mit 51Cr (NEN, Boston, MA.) markiert. Zellvermittelte
Lyseassay wurde unter Verwendung variabler Anzahlen von MLR-Effektorzellen und 5000
Zielzellen in 96-Well-Platten mit V-Boden durchgeführt. Die 51Cr-Freisetzung wurde nach einer Inkubation
von 4 Stunden auf 37°C
gemessen. Die Ergebnisse werden ausgedrückt als eine spezifische Lyse,
berechnet wie folgt: % spezifische Lyse = 100 × ((experimentelle Freisetzung – spontane
Freisetzung)/(maximale Freisetzung – spontane Freisetzung)). Die
Standardabweichung (SD) von Replikatwerten betrug konsistent weniger
als 10% des Mittelwerts.
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Vetoaktivität nicht-alloreaktiver
Spender-Anti-Dritter-CTLs:
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Um
zu ermitteln, ob Mäuse-nicht-alloreaktive-Spender-Anti-Dritte-CTLs
Vetoaktivität
besitzen, wurden Milzzellen von C3H/HeJ-Mäusen (2 × 106/ml) 6
Tage lang mit bestrahlten (20 Gy) allogenen Milzzellen (2 × 106/ml) von Balb/c(H-2-angepasst)- oder SJL(H-2-Fehlanpassung)-Mäusen inkubiert.
Nicht-alloreaktive Spender-Anti-Dritte-Balb/c-CTLs wurden dem MLC
mit einem Verhältnis
von 1 : 100, 1 : 50 und 1 : 10 von Veto- zu Responderzellen zugesetzt.
Die Abtötungsaktivität des Responder-CTL-p
wurde durch 51Cr-Freisetzungsassay ermittelt.
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Inhibierung des Vetoeffekts
von CTLs durch Anti-CD8 mAb:
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Veto-Anti-Dritte-CTLs
von Balb/c-Ursprung wurden dem oben beschriebenen MLR auf einer Endkonzentration
von 2% zugesetzt. Anti-CD8-monoklonale Antikörper (freundlicherweise von
Uli Hamerling, Sloan-Kettering, NY zur Verfügung gestellt), die gegen Ly-2.2-Antigen
gerichtet sind, das selektiv auf den -zellen und nicht auf den Effektorzellen
ausgedrückt
wird, wurde dem MLR mit unterschiedlichen Konzentrationen zugesetzt,
wie in Ergebnisse beschrieben, und die Inhibierung des Vetoeffekts
wurde überwacht.
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Verarmung an Anti-H2d-T-Zellen durch nicht-alloreaktive anti-Dritte-CTLs:
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Milzzellen
von 2C transgenen H-2b-Mäusen, die
die TRC-ab mit Spezifität
für Ld-Mäuse
(freundlicherweise von Janko Nikolic-Zugic, Sloan- Kettering, NY zur
Verfügung
gestellt) ausdrücken,
wurden behandelt wie oben beschrieben. Die Zellen (2 × 106/ml) wurden dann mit bestrahlten (20 Gy)
Balb/c-Splenozyten (2 × 106/ml) in Gegenwart von 2% oder 20% Veto-Anti-Dritte-CTLs stimuliert,
die von Balb/c- oder von SJL(Hintergrundkontrolle)-Splenozyten stammten.
Kulturen, die 20% oder 2% Veto-CTLs enthielten, wurden 48 Stunden
beziehungsweise 5 Tage lang in 6-Well-Platten fortgesetzt. Die Verarmung
von transgenen T-Zellen wurde durch Zytofluorometrie überwacht,
welche den Gehalt an 2C-transgenen Zellen, die spezifisch durch
den 1B2-Antikörper gefärbt waren,
der gegen das klonotypische Anti-H-2LdTCR
gerichtet war, maß.
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Zytoflowmetrie:
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FACS-Analyse
wurde unter Verwendung eines modifizierten Becton Dickinson FACScan
durchgeführt.
Fluoreszenzdaten wurden unter Verwendung von 3-Dekade-logarithmischer
Amplifikation auf 25–50 × 103 brauchbarer Zellen, bestimmt durch Vorwärtslichtstreuungsintensität, gesammelt.
Die Zellen wurden mit einem CD8a (Ly-2)-FITC, CD3e-PE, CD95 (Fas)-FITC (Pharmingen)
CD4-Qantum Red (sigma), 1B2 biotinierten (freundlicherweise von
Janko Nikolic-Zugic, Sloan-Kettering, NY zur Verfügung gestellt)
R-PE-Streptavidin
(Jackson Immuno. Research Lab. Inc.) gefärbt.
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Vektoren für den Gentransfer:
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PLNGFR-Scheinvektor
wurde konstruiert durch Subklonen von genverschlüsselungserhöhtem grünem Fluoreszenzprotein (EGFP,
Clontech) von pEGFP-N1 (Clontech) zu EcoRI- und HpaI-Stellen von
pLXSN, zur Verfügung
gestellt von AD Miller, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, Tennessee).
PLNGFPFas-L war ebenfalls ein Derivat von pLXSN und wurde konstruiert
durch Subklonen eines Fragments, das EGFR-Gen, innere Ribosomeintrittsstelle
(IRES) und Mäuse-Fas-L
cDNA in BamHI und XhoI-Stellen von pLXSN (LTR-EGFP-ISR-mFas-L-SV40p-NeoR)
enthielt.
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Verpacken retroviraler
Vektoren und Virussupernant-Produktion:
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Plasmides
DNA wurde in ekotropische Mäuse-retrovirale Vektor-Verpackungszelllinie
GP-E86 transfiziert und stabil transfizierte Zellen wurden mit G418
selektiert. Hoch-Titer-Verpackungszelllinien wurden durch Überprüfen individueller
Kolonien isoliert. Retrovirus-Supernatant wurde gemäß Standardprozedur
hergestellt.
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Gentransfer in Splenozyten
von Fas-L-mutierten C3H-gld-Mäusen:
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50
E/ml Human-rhIL-2 wurden einer aus "gld"-Milzzellen generierten
CTL-Kultur zugesetzt. Zwei Tage nach dem Zusatz wurden die stimulierten CTLs
in RPMI-1640 resuspendiert,
das 5 mg/ml Protaminsulfat und 50 E/ml rhIL-2 enthielt, und wurden mit
viralem Supernatant inkubiert, das 3 Tage lang täglich zugesetzt wurde. Achtundvierzig
Stunden nach dem letzten Zusetzen des viralen Supernatants wurden
die infizierten Zellen in G418 (450 mg/ml) in Gegenwart von rhIL-2
(50 E/ml) eine Woche lang selektiert und dann auf ihre Vetoaktivität in MLR
getestet, wie oben beschrieben.
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Experimentelle
Ergebnisse:
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Vetoaktivität Anti-Dritter-CTLs:
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Zur
Evaluierung des Effekts von IL-2-Entzug auf die Anti-Wirt-Reaktivität nicht-alloreaktiver
Anti-Dritter-CTLs wurden Balb/c(H-2d)-Splenozyten
stimuliert, in Gegenwart oder Abwesenheit von rekombinantem Human-IL-2
(rhIL-2), gegen bestrahlte (20 Gy) G57BL/6(H-22,
von dritter Seite)-Splenozyten
in MLR-Kultur für
4 Tage. Am zweiten Tag oder fünften Tag
der Zellkultur wurde rhIL-2 zugesetzt und die Zellen wurden weitere
sechs Tage behalten. Nach der Kultur wurden diese Zellen geerntet
und auf ihre CTL-p-Häufigkeit
gegen den beabsichtigten Wirt (C3H) oder die zur Stimulation verwendete
dritte Seite (C57BL/6) getestet. Wie in 1 ersichtlich,
konnte nachfolgend an IL2-Entzug für 4 Tage kein Anti-Wirt-CTLp
erfasst werden, während
eine signifikate Frequenz von Anti-Wirt-CTLp dokumentiert wurde, wenn
IL2 der MLR-Kultur
am zweiten Tag zugesetzt wurde.
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Zur
Evaluierung der Vetoaktivität
solcher nicht-alloreaktiver
C wurden Balb/c H-2d-Splenozyten gegen bestrahlte
(20 Gy) C57BL/6 H-2b(von dritter Seite)-Splenozyten in MLR-Kultur
10 Tage lang stimuliert, wobei rhIL-2 nur am fünften Tag der Zellkultur zugesetzt
wurde. Anschließend
an die Kultivierung wurden diese Zellen geerntet und auf ihre Vetoaktivität in MLR-Kulturen von C3H/Hej
H-2k-Responderzellen (Wirttyp), die gegen
bestrahlte Splenozyten vom Balb/c (Spendertyp) stimuliert waren,
oder in einer SJL-Kultur (nicht-relevante
Kontrolle, Typ H-2s) getestet. Die von den
Vetozellen auf die Responderzellen ausgeübte Inhibierung von Abtötungsaktivität wurde
6 Tage nach dem Kultivieren durch den 51Cr-Freisetzungsassay
ermittelt.
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Wie
in 2a (17 verschiedene Experimente) und in 3 (ein
repräsentatives
Experiment) ersichtlich, inhibiert ein Zusatz von Zellen, die in
einer Balb/c-CTL-Linie
generiert sind, die gegen Zellen von dritter Seite gerichtet und
in Abwesenheit von IL-2 kultiviert ist, die Abtötungsaktivität der Responderzellen
(C3H/Hej), die gegen Balb/c-Splenozyten stimuliert waren. Im Gegensatz
dazu beeinträchtigte
der Zusatz von Zellen aus derselben CTL-Linie zu Responderzellen
(C3H/Hej), die gegen SJL-Splenozyten stimuliert waren, die Abtötungsaktivität des Responders
nicht. Die durch diese Ergebnisse enthüllte Spezifität suggeriert,
dass die gegen Dritte gerichtete nicht-alloreaktiven CTLs tatsächlich Vetoaktivität besitzen.
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Die
in 2b gezeigte Dosis-Reaktionskurve suggeriert, dass
die Anti-Dritte-CTLs eine sehr deutliche Vetoaktivität besitzen,
wobei sie eine vollständige
Inhibierung bei einem Verhältnis
von Veto- zu Responderzellen
von 1 : 50 erzielen. Der Zusatz von Vetozellen in 5-fach höheren Konzentrationen führt zur
nicht-spezifischen Eliminierung von CTL-ps, die auf Ziele gerichtet
sind, die nicht die Spendertyp-H-2-Determinanten teilen (Daten nicht dargestellt).
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Eine
optimale spezifische Inhibierung wird erreicht bei Zusatz von Anti-Dritte-CTLs
(bei einem Verhältnis
von Veto- zu Responderzellen von 1 : 50) zwischen Tag 0 und Tag
2. Danach ist der Vetoeffekt deutlich verringert (3).
Somit, wie zuvor suggeriert, inhibieren oder beseitigen Vetozellen
möglicherweise
die Responderzellen auf dem Vorläuferniveau2. Sobald diese CTL-Vorläufer sich zu differenzierten
CTLs entwickeln, können
die Vetozellen ihre Wirkung nicht mehr ausüben.
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Zusätzlich bestätigten,
durch Verwendung monoklonaler Antikörper, die gegen die CD8a Ly-2.2-Allele
gerichtet sind, die auf den Anti-Dritte-CTLs, jedoch nicht auf den
Responderzellen ausgedrückt
werden, frühere
Beobachtungen18, dass die CD8-Moleküle der Vetozellen
sich an der Beseitigung der Responderzellen beteiligen (4).
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Die Rolle von Fas-Fas-L-Apoptose:
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Die
Rolle von Apoptose bei der Responderzellenbeseitigung wurde durch
zwei Herangehensweisen bestätigt.
(i) der Zusatz des Apoptose-Inhibitors (BD-FmK) zu der MLR-Kultur
führte
zu einer vollständigen
Inhibierung des Veto-Effekts (Daten nicht gezeigt); und (ii) der
Zusatz von Anti-Dritte-CTLs
von Balb/c (H-2d)-Ursprung zu einer MLR-Kultur
von TCR-transgenen C57B1/6-Respondern, die das gegen H-2d gerichtete 2C TCR trugen, führte zu
einer deutlichen und spezifischen Beseitigung der transgenen Responder
bei Stimulierung gegen Balb/c-Stimulatoren (5a–c).
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Unter
Berücksichtigung
dessen, dass zwei deutlich getrennte Hauptapoptosemechanismen, nämlich perforinvermittelte
oder Fas-Fas-L-vermittelte Apoptose, zuvor beschrieben worden sind,
wurden zwei unterschiedliche nicht-alloreaktive Anti-Dritte-CTL-Linien von Splenozyten
von Fas-L-defizientem Stamm (C3H-gld,
H-2k) oder von Splenozyten von perforin-defizienten
Mäusen
(PO, H-2bd) hergestellt. C3H-gld- oder PO-Splenozyten wurden
gegen bestrahlte C57BL/6-H-2b-beziehungsweise DBA/1H-2q-Splenozyten stimuliert, wie für Wildtypsplenozyten
beschrieben (Kultivierung für
10 Tage, ohne den Zusatz von exogenem rhIL-2 während der ersten 4 Tage) beschrieben.
Die Verwendung von Vetozellen von gld-C3H/Hej(H-2k-Ursprung)
und von PO (H-2bd-Ursprung) machte Veränderungen in der Gestaltung
der verwendeten MLR-Responder und Stimulatoren erforderlich. Somit
wurden die gld-mutierten Anti-Dritte-CTLs zu Masse-MLR-Kulturen
zugesetzt, worin Balb/c-Responder gegen C3H/Hej-Splenozyten stimuliert
wurden. Die PO-Knockout-Anti-Dritte-CTLs
wurden zu Massen-MLR-Kulturen zugesetzt, worin C3H/Hej-Responder
gegen PO- oder SJL-Splenozyten
stimuliert wurden.
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Wie
in 6a ersichtlich ist, fehlte es den Anti-Dritte-CTLs, die
von C3H-gld stammten, an Vetoaktivität, während die von perforin-defizienten
Mäusen
stammenden CTLs eine signifikante Vetoaktivität aufwiesen.
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Zusätzliche
Beweise für
die Rolle von Fas-L bei dem Vetoeffekt wurden durch Gentransferexperimente
erbracht, worin gld-Anti-Dritte-CTLs unter Verwendung eines retroviralen
Vektors mit Fas-L transfiziert wurden. Wie in 6b ersichtlich,
wiesen solche transfizierten CTLs im Vergleich zu scheininfizierten
Anti-Dritte-CTLs eine deutliche Vetoaktivität auf.
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Unter
Anwendung einer gleichartigen Herangehensweise wurde die Rolle von
Fas in der durch Anti-Dritte-CTLs ausgelösten Vetoaktivität untersucht.
Wie in 7a ersichtlich, scheiterte,
wenn Fas-defiziente C3H-lpr-Splenozyten
gegen Balb/c in der primären
MLR-Kultur stimuliert wurden, der Zusatz von Balb/c-Anti-Dritte-CTLs daran, die primären CTLs
zu inhibieren. Im Gegensatz dazu wiesen diese Zellen Vetoaktivität auf, wenn
sie zu primären MLR-Kulturen
von Wildtyp-C3H-Respondern
zugesetzt wurden. Gleichermaßen
inhibierte ein Fas-Antagonist (Fas-Fusionsprotein) auch den Vetoeffekt von
Anti-Dritte-CTLs (7b).
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FACS-Analyse
von Fas während
einer typischen MLR von 2C-Splenozyten
gegen Balb/c-Stimulatoren (8a–d) enthüllte, dass
der Fas-Ausdruck an CD8+1B2+-T-Zellen
bei 48 Std. deutlich erhöht
ist (8b). Der Zusatz von Balb-Anti-C3H-(8c),
jedoch nicht SJL-Anti-C3H-CTLs
(8d) führte zu einer deutlichen Beseitung
der Fas+-aktivierten CD8-T-Zellen, wodurch die
kräftige
Vetoaktivität
und die bemerkenswerte Spezifität,
mit der die Anti-Dritte-Veto-CTLs, die Fas-L25, 29 ausdrücken,
in der Lage sind, Fas+-T-Zellen selektiv
zu erkennen und abzutöten,
die gegen ihre H-2-Antigene gerichtet sind, illustriert wird.
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Insgesamt
suggerieren diese Ergebnisse, dass der Vetoeffekt nicht-alloreaktiver
Anti-Dritte-CTLs durch das simultane Ausdrücken von CD8 und Fas-L auf
den Veto-CTLs und
das Audrücken von
Fas auf den Effektor-CTL-ps, die gegen die von den Vetozellen präsentierten
Antigene gerichtet sind, vermittelt wird.
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BEISPIEL 2
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Generierung von Spender-Anti-Dritte-Human-CTLs, die
an Anti-Wirt-CTL-Vorläufern
verarmt sind
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Nachfolgend
an die oben beschriebene Demonstration, dass Anti-Dritte-CTLs an
Anti-Wirt-CTLp verarmt werden können,
ist ein Versuch unternommen worden, diese Herangehensweise auf Humanbedingungen
anzuwenden. In dieser Hinsicht wird gewürdigt werden, und ist unter
Wissenschaftlern in der Technik anerkannt, dass es keineswegs vorhersagbar
ist, dass eine bei Mäusen
effektive immungenetische Herangehensweise bei Menschen eine ähnliche
Effektivität
hätte.
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Materialien
und Verfahren
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Erstellung von Anti-Dritte-CTLs:
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Anti-Dritte-CTLs
wurden hergestellt durch Stimulieren normaler Lymphozyten aus peripherem Blut
(PBL), die von einem menschlichen Spender gewonnen waren, gegen
eine Epstein-Barr-Virus(EBV)-transformierte
Zelllinie von bekanntem HLA-Typ (hierin nachstehend Stimulator A).
PBls wurden in Wachstumsvollmedium + 10% FCS (CM-RPMI 1640 + 2 mM
L-Glutamin + 100
E/ml Penicillin + 0,1 mg/ml Streptomycin + 2 mM HEPES + 1 mM Natriumpyruvat
+ 0,1 mM nichtessentielle Aminosäuren
+ 5 × 10–5 M β-Mercaptoethanol)
auf 2 × 106 Zellen/ml kultiviert und wurden mit 5 × 104 Zellen/ml bestrahlten (10.000 rad) Stimulatoren
stimuliert.
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Nach
10 Tagen gemeinsamer Kultur wurden die Zellen geerntet und lebende
Zellen wurden auf Ficoll-Pacque-Gradienten
isoliert und restimuliert, 5 × 106 Zellen/ml mit 1,5 × 105 Zellen/ml
Stimulatoren. Vier Tage später
wurden die Kulturen mit hrIL-2 auf 20 E/ml behandelt, zum ersten
Mal.
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Danach
wurden die Kulturen dreimal pro Woche behandelt, jedesmal mit 20
E/ml rhIL-2. Die dritte Behandlung umfasste auch den Zusatz bestrahlter Stimulatoren
mit einem Verhältnis
von 4 : 1.
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Die
ursprünglich
gegen Stimulator S stimulierte CTL-Linie wurde auf CTL-p-Responder gegen den
ursprünglichen
Stimulator S oder gegen Stimulator Nr. 38, der den beabsichtigten
Wirt darstellt, getestet.
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Die
Zellen aus dieser Anti-Dritte-CTL-Linie wurden entweder mit Stimulator
S oder mit Stimulator 38 auf 1 × 106 Zellen/ml für 5 Tage kultiviert. Die Zellen
wurden dann aus der Massenkultur geerntet und serielle Verdünnungen
von CTL-Responderzellen (4 × 104 bis 0,2 × 103)
per Well wurden mit den ursprünglichen
bestrahlten Stimulatoren hergestellt. Jede Well enthält 105 bestrahlten (30 Gy) Stimulator 38 oder
2 × 104 (100 Gy) bestrahlten Stimulator S. Die
Kulturen wurden für
7 Tage in Vollmedium + 1% + 20 E/ml rhIL-2 inkubiert.
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Die
Zytotoxizität
wurde mit 5 × 103 51Cr-markierten
Blasten (Zielzellen) von Spendern S, Nr. 38 und Nr. 40 (Kontrolle
für nichtspezifische
Abtötung) getestet.
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Normale
unabgeschiedene PBLs von dem ursprünglichen Spender der Zelllinie
wurden parallel dazu getestet.
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Experimentelle Ergebnisse:
-
Nicht-alloreaktive
Human-CTL-Linien wurden in vitro durch Stimulieren von PBLs mit EBV-transformierter
Zelllinie von bekanntem HLA-Typ erstellt. Während in unbehandeltem PBL von
Spender A ein signifikanter Gehalt an Anti-Wirt-CTLp demonstriert
wurde (9), wurde festgestellt, dass die aus PBL desselben
Spenders A generierte Anti-Dritte-CTL-Linie deutlich an solchen Zellen
verarmt war (10). Diese Ergebnisse deuten
an, dass das CTL-Präparat
dieses Beispiels an T-Zellen verarmt ist, die das Potential haben,
zu Anti-Wirt-CTLs (alloreaktiven CTLs) heranzureifen, und ist daher
vorteilhaft als Mittel zur Verbesserung von Transplantatakzeptanz
bei Menschen.
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Schlussfolgerungen:
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Herangehensweisen
des Standes der Technik, die von T-Zellen-Stimulation mit genau den Antigenen,
gegen die eine Toleranz erwünscht
ist, Gebrauch machen, könnten
ein gewisses Risiko der Erzeugung geprägter CTLs beinhalten, falls
eines der CTL-ps der Beseitung oder Anergieauslösung entkommt. Sobald solche
Anti-Wirt-CTLs generiert sind, ist es sehr schwierig, ihre Alloreaktivität in vivo
zu unterdrücken.
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Eine
rezentere Herangehensweise demonstrierte, dass eine "Megadosis" von Zellen angewendet werden
kann, um Toleranz bei sublethal bestrahlten Mäusen auszulösen und als solches effektiv
die deutliche Resistenz, die von der großen Anzahl von die sublethale
Vorbehandlung überlebenden
Lymphozyten präsentiert
wird, zu überwinden.
Jedoch könnte die
Anzahl von Zellen, die erforderlich ist, um dieses wünschenswerte
Ziel zu erreichen, von Humanspendern nicht leicht gesammelt werden.
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Nicht-alloreaktive
Anti-Dritte-CTLs, die zur Verbesserung von Transplantatakzeptanz
bei Mäusen
verwendet werden können,
wurden ebenfalls dargestellt, es wurde jedoch bald erkannt, dass
solche CTL-Präparate
nicht an T-Zellen verarmt sind, die in der Lage sind, sich nach
der Transplantation zu Anti-Wirt-CTLs zu entwickeln, die Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion
auslösen.
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Die
vorliegende Forschung demonstriert, dass Spender-Anti-Dritte-CTLs an Anti-Wirt-Alloreaktivität verarmt
werden können,
wenn während
der Anfangstage der Massenkultur mit den Stimulatorzellen kein exogenes
IL-2 bereitgestellt wird. Solche nicht-alloreaktiven CTLs können die
Einpflanzung, ohne Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion, beispielsweise von T-Zellen-verarmtem
Knochenmark, das von demselben Spender stammt, verbessern.
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Die
vorliegende Studie enthüllt
weiter den für die
deutliche kräftige
Vetoaktivität
solcher Anti-Dritte-CTLs
verantwortlichen Mechanismus.
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Durch
Nutzung von Anti-CD8-Antikörpern demonstriert
die vorliegende Studie, dass das Ausdrücken von CD8 an den CTLs entscheidend
ist für die
CTL-p-Erkennung.
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Durch
Verwenden von Anti-Dritte-nicht-alloreaktiven CTLs, die aus Milzzellen
verschiedener mutierter Mäuse
generiert sind, demonstriert die vorliegende Studie, dass die Vetoaktivität dieser
Zellen durch Apoptose mittels des Fas-Fas-L-Systems und nicht durch
den Perforinmechanismus vermittelt wird.
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Somit
suggerieren die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass das simultane
Ausdrücken
von sowohl CD8 als auch Fas auf der CTL-Oberfläche und das Ausdrücken von
Fas auf dem Effektor-CTL-p eine unerlässliche Bedingung für die Vetoaktivität ist.
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BEISPIEL 3
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Das Primatenmodell
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Materialien und Verfahren
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Affen:
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Weibliche
Cynomolgusaffen (im Alter von 1,5–2 Jahren), die 1,5–2,5 kg
wiegen, werden als Knochenmarkempfänger verwendet und MLC-fehlangepasste
männliche
Cynomolgusaffen mit einem Gewicht von 6–9 kg werden als Spender verwendet.
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Vorbehandlungsbedingungen:
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Ein
angewendetes sublethales, auf Bestrahlung basiertes Protokoll ist
wie folgt: Fludarabin (FLU) 40 mg/m2 von
Tag –9
(vor der Transplantation) bis zu Tag –5 (Gesamtmenge 200 mg/m2); Kaninchen-Anti-Thymozytglobulin (ATG)
5 mg/kg von Tag –7
bis –3, und
6,5 oder 7 Gy TBI (Dosisrate 0, 15 Gy/min), abgegeben an Tag –1.
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Sammeln mononuklearer
Zellen aus peripherem Blut:
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RhG-CSF (20 mg/kg/Tag)
wird Spenderaffen über
eine Zeitspanne von fünf
Tagen in zwei täglichen
subkutanen Injektionen verabreicht. Zwei Leukaphereseprozeduren
werden zwischen den Tagen 4 und 5 durchgeführt.
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Spender und Leukapherese:
-
Gesunde
männliche
Cynomologusspender werden einem doppelten oder dreifachen Satz von 100-Minuten-Leukophorese
auf einem Cobe Spectra Zellseparator unterzogen, wie von Hillyer
et al. [Referenz Nr. 27] beschrieben, mit den folgenden kleineren Abänderungen
das Säure,
Citrat, Dextrose(ACD)-zu-Blut-Verhältnis ist 12 14 und die Zentrifugengeschwindigkeit
ist 1.600 UpM.
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Bearbeitung der mononuklearen
Zellen aus peripherem Blut:
-
Peripherblut-Vorläuferzellen(PBPC)-Präparate werden
unter Verwendung der E-Rosetting-Technik an T-Lymphozyten verarmt, wie zuvor beschrieben26. Stammzellen werden dann durch positive
Selektion gereinigt, unter Verwendung einer Avidin-Biotin-Immunadsorptionssäule (CEPRATE SC
System, CellPro, Bothell, WA), gemäß den Angaben des Herstellers.
Die Anzahl von CD34+-Zellen wird sowohl
in Gesamtblut als auch in den Leukaphereseprodukt durch Flowzytometrie
gemessen. Die T-Lymphozyten vor und nach der T-Zellenverarmung werden ebenfalls gemessen,
unter Verwendung eines phycoerythringekoppelten Anti-CD2-monoklonalen Antikörpers. Aliquote
werden für
differentielle Zellzählungen,
mAb-Einfärbung
und GFU-GM-Assay in
jeder Bearbeitungsstufe genommen.
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Unterstützende Versorgung:
-
Die
Affen werden in Schichtluftstromkäfigen versorgt, bis die Neutrophilenzählung sich
auf 1 × 109 erholte. Alle Affen erhalten Cyproxin und
Amphotericin B als Darmpräparat,
kombinierte Antibiotika als Prophylaxe gegen bakterielle Infektion
seit dem Tag des Transplantats, und Fluconazol als Antifungusprophylaxe.
Acyclovir wird zur Verhinderung viraler Infektion verabreicht. Ganzblut- oder Blutbestandteilprodukte
werden gemäß Hämatokrit
und Blutplättchenzählung des
Affen als Transfusion verabreicht. Alle Blutprodukte werden vor
der Transfusion mit 25–30
Gy bestrahlt und gefiltert.
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Einpflanzung und Chimärentumbestimmung:
-
Die
Zeit bis zur Einpflanzung wird getestet, indem der Tag nach der Transplantation
ermittelt wird, an dem die Affen einen Gehalt von 0,5 Neutrophilen × 109/L und 25 × 109 Blutplättchen/L
aufwiesen, unabhängig
von der Transfusionsunterstützung. Chimärentum wird
durch quantitative Polymerasekettenreaktion (PCR) getestet. Kurzfristig
werden die PCR-Produkte 3% MetaPhor-Agarose(FMC)-Gel unterzogen. Die Dichte
jedes Bandes für
Y-spezifische DNA und Konkurrenz-DNA wird durch Verwendung computerisierter
Dichtemesser gemessen und das Zielverhältnis (Y-spezifisch)/Konkurrenz-DNA
(T/C) für
jede Probe wird berechnet. An dem Punkt, an dem Y-spezifische und Konkurrenz-DNA
im Gleichgewicht sind (d.h. Verhältnis
= 1,0), ist die Anfangsmenge Y-spezifischer
DNA vor PCR gleich der bekannten Anfangsmenge von Konkurrenz-DNA.
-
Generierung von Spender-Anti-Dritte-CTLs:
-
Eine
etwas modifizierte Vorgehensweise wird zur Herstellung von Affen-Spender-Anti-Dritte-CTLs
verwendet. Peripherblutzellen von Spender- und dritten Affen werden
auf Ficoll-Paque
plus fraktioniert und die isolierten mononuklearen Zellen, 1 × 106/ml Responderzellen und 2 × 106/ml bestrahlte (20 Gy) Stimulatoren von
dritter Seite, werden 10 Tage in CTCM-Medium kultiviert. Vier Tage
Stunden nach dem Aussäen
wird Human-rhIL-2 (20 E/ml, Eurocetus, Mailand, Italien) alle 24
Stunden zugesetzt.
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BEISPIEL 4
-
Präparat aus Human-CD8+-CTLs wird
durch Entfernen von CD4+- und CD56+-Zellen verbessert
-
Es
wurde beobachtet, dass der Gehalt von CD8+-Zellen in den im Wesentlichen
wie oben beschrieben hergestellten CTL-Kulturen äußerst variabel ist. Daher findet
die Selektion von CD8+-Zellen durch Entfernung (negative Selektion)
von CD4+- und CD56+-Zellen statt, unter Verwendung von an Magnetkügelchen
gekoppelten Antikörpern.
Wie in den 11a–b ersichtlich ist, wiesen
die durch diese Prozedur erhaltenen Zellen eine sehr starke Vetoaktivität mit einem
Verhältnis
von Veto- zu Effektorzelle von
1 : 25 und 1 : 50 auf.
-
Behandlung von Spenderzellen:
-
Anti-Dritte-CTLs
wurden hergestellt durch Stimulieren von Spenderlymphozyten aus
peripherem Blut gegen eine EBV-transformierte, vom Menschen gewonnene
Zelllinie eines bekannten HLA-Typs (Stimulatoren) in 24-Well-Platten.
Die Peripherblut-Lymphozyten
wurden in Wachstumsvollmedium kultiviert, das mit 10% fötalem Kälberserum (CM-RPMI
1640, 2 mM L-Glutamin,
100 Einheiten/ml Penicillin, 0,1 mg/ml Streptomycin, 2 mM Hepes,
1 mM Natriumpyruvat, 0,1 mM nichtessentiellen Aminosäuren, 5 × 10–5 M β2-Mercaptoethanol)
auf 1 × 106 Zellen/ml angereichert war, und mit 2,5 × 104 Zellen/ml bestrahlten (10.000 Rad) Stimulatoren
stimuliert, in 250 ml-Kolben bei einem Volumen von 50 ml.
-
Nach
10 Tagen gemeinsamer Kultur wurden die Zellen geerntet und lebende
Zellen wurden auf Ficollgradient isoliert und restimuliert, die
Zellen wurden resuspendiert auf eine Konzentration von 5 × 105 Zellen/ml und wurden mit 1,5 × 105 Stimulatorzellen/ml restimuliert.
-
Vier
Tage später
wurden die Zellen mit MACS-Kügelchen
(Miltenyi Biotec) auf CD4+- und CD56+-Zellen negativ selektiert.
Die ungebundenen Zellen wurden auf 1 × 106 Zellen/ml
resuspendiert und mit 0,33 × 106 Stimulatorzellen/ml restimuliert. Auf dieser
Stufe (nach 2 Wochen in Kultur) wurden die Zellen mit Interleukin-2
(IL-2, Proleukin) auf 600 Einheiten/ml behandelt.
-
Danach
wurden die Kulturen dreimal pro Woche behandelt, jedesmal mit 600
E/ml IL-2. Das dritte Mal umfasste auch den Zusatz bestrahlter Stimulatoren
mit einem Verhältnis
von 4 : 1. Es ist anzumerken, dass während der ersten zwei Kulturwochen
kein IL-2 zu den Zellen zugesetzt wurde.
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BEISPIEL 5
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Experimente
an Menschen – Fallbericht
-
Behandlung von Spenderzellen:
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Anti-Dritte-CTLs
wurden hergestellt durch Stimulieren von Spenderlymphozyten aus
peripherem Blut gegen EBV-transformierte, von Menschen gewonnene
Zelllinie eines bekannten HLA-Typs (Stimulatoren), wie in Beispiel
4 oben beschrieben. Die erhaltenen CTLs wurden einem Patienten infundiert, wie
nachstehend beschrieben, um das Immunsystem des Patienten tolerant
zu machen, um die Einpflanzung von Stammzellen darauf zu erleichtern.
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Der
Patient wurde im Mai 1998 mit Mantelzellenlymphom diagnostiziert.
Der Patient wurde mit 4 Runden PROMACE behandelt, was zu einer Teilremission
führte.
Während
des Monats Dezember 1998 wurde der Patient mit einer hohen Dosis
Cytoxan (CTX) behandelt, und autologe Peripherblut-Stammzellen wurden
geerntet und gefriergelagert.
-
Während des
Monats März
1999 erhielt der Patient ein autologes Transplantat nach Vorbehandlung
mit TBI und Thiotepa. Danach wurde eine vollständige Remission erzielt.
-
Während des
Monats Oktober 1999 erlitt der Patient einen Rückfall mit lympho-plasmacytoider
Infiltration des Knochenmarks. IgG/k-Serumgehalte wurden durch Plasmapherese
und Dexametason bis Juli 2000 behandelt.
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Während des
Monats Oktober 2000 erhielt der Patient ein allogenes Megadosis-Stammzellentransplantat
von einem nicht vollständig übereinstimmenden
haploidentischen Kind. Der Patient wurde vorbehandelt mit Melphalan
80 mg/qm am Tag –12, Thiotepa
7 mg/kg Körpergewicht
an Tag –11,
Fludarabin 40 mg/qm von Tag –9
bis –6,
Fresenius ATG 2,5 mg/kg Körpergewicht
von Tag –9
bis Tag –6.
Am Tag –1
wurden die Anti-Dritte-CTLs mit einer Zelldosis von 6,1 × 106 CTL/kg Empfängerkörpergewicht infundiert. Am
Tag 0 wurden die Spenderstammzellen mit einer Dosis von 9,7 × 106 CD34+-Zellen pro kg Körpergewicht infundiert (bearbeitet
durch CliniMACS, und 40.000 CD3T-Zellen/kg Körpergewicht umfassend). Sowohl
Vorbehandlung als auch CTL-Infusion wurde gut vertragen, trotz der
vor der Transplantation vorliegenden kardio-pulmonären Kompromittierung dieses
alten Patienten.
-
Neutrophileinpflanzung
(500/mm3) wurde zuerst am Tag +8 festgestellt,
980/mm3 am Tag +11, 2.760/mm3 am
Tag +14, und 5.370/mm3 am Tag +21.
-
Blutplättchenrekonstitution
(35.000/mm3) wurde zuerst am Tag +18 erzielt.
-
CMV-Antigenämie wurde
positiv (nur 4 Zellen) am Tag +40 (Patient war nicht unter prophylaktischer
Behandlung).
-
Gammapathie
bei Elektrophorese, typisch für
Lymphompatienten, wurde auf normale Werte reduziert (vor der Transplantation – 33,8%,
21% am Tag +20 nach der Transplantation).
-
Der
IgG-Wert war auf normale Werte reduziert (vor der Transplantation – 2330 mg/dl,
1500 mg/dl nach der Transplantation).
-
FISH-Analyse
am Tag +20 nach der Transplantation enthüllte, dass alle Zellen im peripheren Blut
und im Knochenmark von Spenderursprung waren.
-
Obwohl
die Erfindung in Zusammenhang mit spezifischen Ausführungen
davon beschrieben worden ist, ist evident, dass den Fachleuten in
der Technik viele Alternativen, Modifikationen und Variationen deutlich
sein werden. Dementsprechend ist beabsichtigt, all solche Alternativen,
Modifikationen und Variationen mit einzubeziehen, die unter Inhalt
und die breite Reichweite der beigefügten Ansprüche fallen. Alle hierin zitierten
Veröffentlichungen
werden in ihrer Gesamtheit als Referenzen aufgenommen.
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