Das Zusammenspiel von EBV-induzierten γδ und αβ T-Zellen während chronischer EBV Reaktivierung, PTLD, und EBV-gerichteten zellulären Therapie in Transplantempfängern

Epstein Barr Virus (EBV) ist der Erreger der infektiösen Mononukleose („Pfeiffersches Drüsenfieber“). Nach einer ersten Infektion meist im Kindes- bis Jugendalter nistet sich das Virus in den B-Zellen des Immunsytems lebenslang ein und wird vom gesunden Immunsystem kontrolliert. Wird die Immunität geschwächt, z.B. nach Transplantation und bei Patienten, die immunschwächende Medikamente einnehmen müssen, kann EBV sich unkontrolliert vermehren und dann zur Ausbildung von bösartigen Tumorerkrankungen (Lymphoproliferative Erkrankungen, Weichteiltumore) führen.

T-Zellen des Immunsystems können EBV kontrollieren. Die Hauptaufgabe fällt dabei den gut beschriebenen αβ T-Zellen zu. In letzter Zeit gibt es vermehrt Hinweis über einen Beitrag der selteneren γδT-Zellen zur Virusbekämpfung, z.B. auch aus dem Teilprojekt B8 für die CMV Infektion. Wir wollen in diesem Projekt untersuchen, welchen Beitrag γδ T-Zellen zur Bekämpfung der EBV-Infektion beim gesunden Patienten leisten und wie sich dieses Zusammenspiel mit αβ T-Zellen unter Immunsuppression ändert. Eine therapeutische Option für Transplantationspatienten mit EBV-assoziierten Problemen ist der Transfer von aufgereinigten EBV-spezifischen T-Zellen von gesunden Spendern. Dies sind in der Regel fast ausschließlich αβ T-Zellen, wir wollen die Rolle der Patienten-eigenen γδ T-Zellen bei der Wirksamkeit der transferierten EBV-spezifischen T-Zellen im Patienten charakterisieren.

Wissenschaftliche Vorgehensweise

Für die EBV-assoziierte Lymphoproliferation können wir im Labor B-Zellen mit EBV infizieren und dann die Immunreaktion dagegen in verschiedenen Konstellationen prüfen. Neben der reinen Zahl der EBV-spezifischen αβ und γδ T-Zellen wird deren Aussehen anhand von Oberflächenmarkern und ihre Funktion in Zytokin und Zelllysetests untersucht. Sequenzierungen der T-Zellrezeptoren sollen zeigen, welche spezifischen T-Zellklone durch EBV stimuliert werden und expandieren. Erkenntnisse, die wir in diesem System gewinnen, werden wir auf eine Kohorte von Nieren- und Leber-transplantierten Patienten übertragen, die unter den notwendigen immununterdrückenden Medikamenten entweder eine EBV-Infektion gut überwunden haben oder chronisch EBV in ihrem Blut nachweisbar haben.

In einem letzten Schritt werden wir den Verlauf von αβ und γδ T-Zellen bei Patienten, die einen EBV-spezifischen T-Zelltransfer erhalten, verfolgen. Wir werden evaluieren, inwieweit die mit dem Präparat nicht übertragenen γδ T-Zellen zum Erfolg der Zelltherapie beitragen. Über T-Zellrezeptorsequenzierungen wollen wir der Frage nachgehen, ob es spezifische Sequenzen für EBV gibt und diese mit Sequenzen bei anderen Viruserkrankungen (z.B. CMV, TP B8; Hepatitis) vergleichen, um mögliche gemeinsame Sequenzen zu identifizieren.
Langfristig erwarten wir, durch diese Untersuchungen Erkenntnisse über Fehlregulierungen bei immunsupprimierten Patienten zu gewinnen und die Wirksamkeit von T-Zellpräparaten durch Unterstützung weiterer Zellfraktionen zu verbessern.

Schematische Darstellung von Immunzellen, die zur Kontrolle der EBV-Infektion in verschiedenen Stadien beitragen.

Britta Maecker-Kolhoff erzählt über ihre Forschung im SFB 900

Britta Maecker-Kolhoff ist in der dritten Förderperiode im Jahr 2018 dem SFB beigetreten. In ihrem gemeinsamen Teilprojekt B11 mit Britta Eiz-Vesper und Sarina Ravens wird der Frage nachgegangen, wie verschiedene T Zell Typen während einer chronischen Reaktivierung des Epstein-Barr-Virus und einer zellulären Therapie gegen EBV in Transplantationspatienten zusammenspielen.

Sarina Ravens erzählt über ihre Forschung im SFB 900

Sarina Ravens ist in der dritten Förderperiode im Jahr 2018 dem SFB beigetreten. In ihrem gemeinsamen Teilprojekt B11 mit Britta Eiz-Vesper und Britta Maecker-Kolhoff wird der Frage nachgegangen, wie verschiedene T Zell Typen während einer chronischen Reaktivierung des Epstein-Barr-Virus und einer zellulären Therapie gegen EBV in Transplantationspatienten zusammenspielen.

Britta Eiz-Vesper erzählt über ihre Forschung im SFB 900

Britta Eiz-Vesper ist in der dritten Förderperiode im Jahr 2018 dem SFB beigetreten. In ihrem gemeinsamen Teilprojekt B11 mit Britta Maecker-Kolhoff und Britta Sarina Ravens wird der Frage nachgegangen, wie verschiedene T Zell Typen während einer chronischen Reaktivierung des Epstein-Barr-Virus und einer zellulären Therapie gegen EBV in Transplantationspatienten zusammenspielen.

Publikationen des Forschungsprojektes B11

Allogeneic BK Virus-Specific T-Cell Treatment in 2 Patients With Progressive Multifocal Leukoencephalopathy. Hopfner F, Möhn N, Eiz-Vesper B, Maecker-Kolhoff B, Gottlieb J, Blasczyk R, Mahmoudi N, Pars K, Adams O, Stangel M, Wattjes MP, Höglinger G, Skripuletz T. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm 2021 8; 4
Antiviral T-Cell Frequencies in a Healthy Population: Reference Values for Evaluating Antiviral Immune Cell Profiles in Immunocompromised Patients. Schulze Lammers, F.C., Bonifacius, A., Tischer-Zimmermann, S., Goudeva, L., Martens, J., Lepenies, B., von Karpowitz, M., Einecke, G., Beutel, G., Skripuletz, T., Blasczyk, R., Beier, R., Maecker-Kolhoff, B., and Eiz-Vesper, B. J Clin Immunol 2022 42, 546-558. DOI: 10.1007/s10875-021-01205-1
A fetal wave of human type 3 effector gd cells with restricted TCR diversity persists into adulthood. Tan L, Fichtner AS, Bruni E, Odak I, Sandrock I, Bubke A, Borchers A, Schultze-Florey C, Koenecke C, Förster R, Jarek M, von Kaisenberg C, Schulz A, Chu X, Zhang B, Li Y, Panzer U, Krebs CF, Ravens S, Prinz I. Sci. Immunol. 2021 Apr 23; 6, eabf0125 (2021).
COVID-19 immune signatures reveal stable antiviral T cell function despite declining humoral responses. Bonifacius A, Tischer-Zimmermann S, Dragon AC, Gussarow D, Vogel A, Krettek U, Gödecke N, Yilmaz M, Kraft ARM, Hoeper MM, Pink I, Schmidt JJ, Li Y, Welte T, Maecker-Kolhoff B, Martens J, Berger MM, Lobenwein C, Stankov MV, Cornberg M, David S, Behrens GMN, Witzke O, Blasczyk R, Eiz-Vesper B. Immunity 2021 Feb 9 ;54(2):340-354.e6.
CAR-T cells and TRUCKs that recognize an EBNA-3C-derived epitope presented on HLA-B*35 control Epstein-Barr virus-associated lymphoproliferation. Dragon AC, Zimmermann K, Nerreter T, Sandfort D, Lahrberg J, Klöß S, Kloth C, Mangare C, Bonifacius A, Tischer-Zimmermann S, Blasczyk R, Maecker-Kolhoff B, Uchanska-Ziegler B, Abken H, Schambach A, Hudecek M, Eiz-Vesper B. J Immunother Cancer. 2020 Oct ;8(2):e000736
Microbial exposure drives polyclonal expansion of innate γδ T cells immediately after birth. Ravens S, Fichtner AS, Willers M, Torkornoo D, Pirr S, Schöning J, Deseke M, Sandrock I, Bubke A, Wilharm A, Dodoo D, Egyir B, Flanagan KL, Steinbrück L, Dickinson P, Ghazal P, Adu B, Viemann D, Prinz I. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Aug 4 ;117(31):18649-18660.
Human γδ TCR Repertoires in Health and Disease. Fichtner AS, Ravens S, Prinz I. Cells 2020 Mar 26;9(4):E800.
TCR repertoire analysis reveals phosphoantigen-induced polyclonal proliferation of Vγ9Vδ2 T cells in neonates and adults. Fichtner AS, Bubke A, Rampoldi F, Wilharm A, Tan L, Steinbrück L, Schultze-Florey C, von Kaisenberg C, Prinz I, Herrmann T, Ravens S. J Leukoc Biol. 2020 Feb 17. [Epub ahead of print]
Robust Identification of Suitable T-Cell Subsets for Personalized CMV-Specific T-Cell Immunotherapy Using CD45RA and CD62L Microbeads. Mangare C, Tischer-Zimmermann S,Riese SB, Dragon AC , Prinz I,Blasczyk R, Maecker-Kolhoff B, Eiz-Vesper B. Int. J. Mol. Sci. 2019 March 19; 20,1415
Single-Cell Transcriptomics Identifies the Adaptation of Scart1+ Vγ6+ T Cells to Skin Residency as Activated Effector Cells. Tan L, Sandrock I, Odak I, Aizenbud Y, Wilharm A, Barros-Martins J, Tabib Y, Borchers A, Amado T, Gangoda L, Herold MJ, Schmidt-Supprian M, Kisielow J, Silva-Santos B, Koenecke C, Hovav AH, Krebs C, Prinz I, Ravens S. Cell Rep. 2019 Jun 18; 27(12):3657-3671.e4.