Akute Nierentransplantatabstoßung in einem MHC-inkompatiblen Rattenmodell - Einfluss einer CD20+ B-Zell Depletion auf verschiedene B- und T-Zell-Subpopulationen

Abstract

Die Rolle von Lymphozyten in der Pathophysiologie von Transplantatabstoßungen ist schon seit Langem Forschungsinhalt der Transplantationsmedizin. Neben der eingehenden Untersuchung der Rolle von T-Lymphozyten, rückte die Bedeutung von B-Lymphozyten in den letzten Jahren in den Fokus der Wissenschaftler*innen. Der Erfolg von B-Zell-modulierenden Medikamenten in der Behandlung von Lymphomen und Autoimmunerkrankungen mit starker B-Zell-Komponente, versprach neue Erfolge in der Therapie von Abstoßungsreaktionen. Rituximab, ein chimärer Anti-CD20 Antikörper, der CD20 positive B-Zellen depletiert, wird seit einiger Zeit in der Behandlung der humoralen Nierenabstoßung verwendet. Das Präparat ist für diese Indikation nicht zugelassen und der Nutzen ist in der Literatur nicht eindeutig geklärt. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Effekte eines Anti-CD20 Antikörpers auf die Funktionsweise von B-Zellen und deren Interaktion mit IFNγ-bildenden Zellen näher zu untersuchen. Dazu wurde in einem MHC-kongenen Nierentransplantationsmodell in der Ratte eine akute Abstoßungsreaktion simuliert und ein B-Zell depletierender Anti-CD20 Antikörper verabreicht. Dessen Einfluss auf verschiedene B-, T- und NK-Zellen wurde mit Hilfe von FACS-Analysen des peripheren Blutes, der Milz und der Lymphknoten, der Bestimmung Donor-spezifischer Antikörper, sowie histologischer und immunhistologischer Untersuchungen beurteilt. Um den Einfluss von B-Zellen auf IFNγ-produzierende Zellen zu untersuchen, wurde ein Enzyme Linked Immuno Spot-Assay in dem hier angewendeten Rattenmodell erstmalig etabliert. Die Behandlung mit dem verwendeten Antikörper führte zu signifikanten Veränderungen in der Zusammensetzung der B-Zell-Populationen. Auch die Produktion Donor-spezifischer Antikörper verminderte sich signifikant. Die Bildung von IFNγ durch T-, NK- und NKT-Zellen beeinflusste der Antikörper allerdings nicht. Die immunhistologische Darstellung war aufgrund der bereits weit fortgeschrittenen Destruktion der Transplantate nur bedingt aussagekräftig. Der Anti-CD20 Antikörper beeinflusst die Immunhomöostase, insbesondere die der B-Zell-Subpopulationen stark. Die Produktion Donor-spezifischer Antikörper wird jedoch nicht vollständig durch die Depletion unterdrückt. Eine Auswirkung auf die Interaktion zwischen B-Zellen und T-, NK- und NKT-Zellen, bezogen auf deren IFNγ-Reaktivität konnte nicht nachgewiesen werden. Zusammenfassend, kann dieser Studie nach zu urteilen, die Verwendung eines Anti-CD20 Antikörpers als Immunmodulator nicht als vorteilhaft in der Behandlung einer akuten Abstoßungsreaktion eines Nierentransplantates gewertet werden.

The role of lymphocytes in the pathophysiology of transplantation rejection is subject of intensive research for a long time. Apart from studies on the role of T-lymphocytes, the relevance of B-lymphocytes has received greater attention in the field of transplantation medicine recently. Success of B-cell-modulating drugs in the treatment of lymphoma and autoimmunological diseases with a significant B-cell-component have risen hope for new therapeutic strategies for transplant rejection. Rituximab, a chimeric anti-CD20 antibody, which deplets CD20 positive B-lymphocytes is used in the therapy of humoral acute rejection of renal transplants. This drug is not approved for use in transplantation rejection and validation of this therapy is scarce and subject of a controversial debate. Therefore, the aim of this thesis is to further examine the effects of an anti-CD20 antibody on the functional mechanisms of B-lymphocytes and their interaction with IFNγ-producing cells. An MHC-congene rat renal transplantation model was used to simulate an acute rejection of the renal transplant. After seven days, a B-cell-depleting anti-CD20 antibody was injected. Its impact on different B-, T- and NK-cells was measured by FACS-analyses of peripheral blood, spleen and lymph nodes, quantification of donor-specific antibodies and with histological and immunohistochemical studies. To investigate the effect of a B-cell-depletion on IFNγ-producing cells, an Enzyme Linked Immuno Spot-Assay was established in the applied rat model for the first time. The treatment with an anti-CD20 antibody resulted in a significantly altered composition of B-cell-populations in peripheral blood, spleen and lymph nodes. Likewise, there was a significant decrease in the production of donor-specific antibodies due to the B-cell-depletion. In contrast, an influence on the produced amount of IFNγ by T-, NK- and NKT-cells could not be detected. The histological examination presented extensively destroyed renal transplants. The immunohistochemical staining of possible immunological infiltrates is therefore of only limited usefulness. The anti-CD20 antibody has a strong influence on the immunological homeostasis, particularly on B-cell-subpopulations. Nevertheless, the formation of donor-specific antibodies was not inhibited completely. There was no significant interaction found between B-cells and T-, NK- and NKT-cells concerning their production of IFNγ post transplantation. In conclusion, in this study the use of an anti-CD20 antibody as an immune modulator could not be proven to be beneficial in the care of acute rejection episodes of renal transplants.