Stefan Herz

• Dieses Projekt soll zur Entwicklung eines Bluttests beitragen, um bei allogen stammzelltransplantierten (allo-SZT) Patienten eine drohende akute Graft-versus-Host Disease (aGVHD) vorhersagen und von einer Infektionskomplikation unterscheiden zu können. Die aGVHD und opportunistische Infektionen, wie etwa eine Zytomegalievirus- Infektion, stellen die Hauptrisiken der allo-SZT dar. Eine durch einen prädiktiven Test verbesserte Vorhersage bzw. Differenzierung dieser beiden schweren omplikationen könnte zu einem breiteren Einsatz derDieses Projekt soll zur Entwicklung eines Bluttests beitragen, um bei allogen stammzelltransplantierten (allo-SZT) Patienten eine drohende akute Graft-versus-Host Disease (aGVHD) vorhersagen und von einer Infektionskomplikation unterscheiden zu können. Die aGVHD und opportunistische Infektionen, wie etwa eine Zytomegalievirus- Infektion, stellen die Hauptrisiken der allo-SZT dar. Eine durch einen prädiktiven Test verbesserte Vorhersage bzw. Differenzierung dieser beiden schweren omplikationen könnte zu einem breiteren Einsatz der allo-SZT führen. Eine Reihe von Erkenntnissen lassen die Vermutung zu, dass bestimmte Homing- Rezeptoren auf T-Zellen im peripheren Blut als Marker zur Vorhersage und Differenzierung zwischen einer aGVHD und Infektionskomplikationen dienen könnten. So wurde in Mausmodellen gezeigt, dass die Pathogenese der aGVHD ein streng zeitlich regulierter und organspezifischer Immunprozess ist. Alloreaktive T-Zellen müssen bestimmte Homing-Rezeptoren exprimieren, um in die Zielorgane der aGVHD (Gastrointestinaltrakt, Leber und Haut) einwandern zu können. Die Immunreaktion auf eine Infektion setzt ebenfalls voraus, dass in der adaptiven Immunantwort T-Zellen organ- und entzündungsspezifische Homing-Rezeptoren exprimieren. Eine zentrale Voraussetzung für einen prospektiven klinischen Test mit allo-SZT Patienten ist die Kenntnis der physiologischen Bandbreite der Oberflächenmarker auf T-Lymphozyten in Gesunden, um diese von pathophysiologischen Veränderungen unterscheiden zu können. Ziel dieser Arbeit war es daher, eine effiziente und zuverlässige Methode zu entwickeln, um das Homing-Rezeptor-Profil von humanen T-Zellen im peripheren Blut analysieren zu können. Dazu wurde ein urchflusszytometrie-Test mit 25 Oberflächenmarkern etabliert, die eine Rolle in der Pathogenese der aGVHD und bei Infektionen spielen könnten. Mit diesem Test wurde die Expression der Oberflächenmarker von 21 gesunden Probanden an 8 Zeitpunkten über einen Zeitraum von 3 Wochen analysiert. Die untersuchten Oberflächenmarker lassen sich dabei entsprechend ihrer Expressionsmuster in drei Kategorien einteilen, nämlich (I) zeitlich stabile niedrige, (II) zeitlich stabile hohe und (III) dynamisch schwankende Expression. Aufbauend auf diesen Ergebnissen für gesunde Probanden wurde am Universitätsklinikum Würzburg eine prospektive klinische Studie an aGVHD-Patienten begonnen.…
• This project contributes to the development of a blood test to predict acute graft-versus- host disease (aGvHD) and to differentiate it from infectious complications in allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). aGvHD and opportunistic infections like Cytomegalovirus infections are major risks of allo-HCT. Such a predictive test could bring a major improvement in the prevention and treatment of aGvHD. The basic idea of this test is that certain homing receptors on peripheral blood T cells could serve as markers to predictThis project contributes to the development of a blood test to predict acute graft-versus- host disease (aGvHD) and to differentiate it from infectious complications in allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). aGvHD and opportunistic infections like Cytomegalovirus infections are major risks of allo-HCT. Such a predictive test could bring a major improvement in the prevention and treatment of aGvHD. The basic idea of this test is that certain homing receptors on peripheral blood T cells could serve as markers to predict and to differentiate between aGvHD and opportunistic infections. This is supported by several empirical findings. It has been recently demonstrated in murine in vivo imaging models that aGvHD pathogenesis is an organ specific process that is tightly regulated in time. Alloreactive T cells express certain homing receptors in order to reach the aGvHD target organs (intestinal tract, liver and skin). Also the immune response to an infection requires the expression of specific homing receptors on T cells. For a prospective clinical test with allo-HCT patients it is important to establish the physiological ranges of T cell surface markers of healthy individuals, to distinguish them from pathological changes. This project intends to establish an efficient and reliable method to analyze the homing receptor profile of human peripheral blood T cells. A multiplex flow cytometry test for cytotoxic and T helper cell subsets was developed to analyze the expression of 25 activation markers, organ specific homing receptors and inflammatory response receptors on human peripheral blood T cells that are likely to play a role in the pathogenesis of aGvHD and infections. With this test the surface marker profile of 21 healthy individuals was analyzed. The peripheral blood mononuclear cells were examined by flow cytometry at 8 points in time within 3 weeks. Preliminary mouse experiments in our group suggested these points in time as critical for subsequent prospective clinical studies. We found that the surface marker expression on peripheral blood cytotoxic and T helper cells in healthy probands can be subdivided into 3 categories: (I) constant low expression, (II) constant high expression and (III) T cell subsets that dynamically change the expression. These findings for healthy probands form the basis for a recently initiated clinical prospective study with allo-HCT patients at the University Hospital Würzburg.…