Antrag auf Unterstützung eines
Forschungsaufenthaltes in Newcastle
Donnerstag, 19. Mai 2011
Antrag an die Carsten Bender-Leukämie-Stiftung auf Unterstützung eines 8 wöchigen
Forschungsaufenthalts von Frau Dr. Julia Ammer, Abteilung Hämatologie/Onkologie des
Universitätsklinikums Regensburg, an der Universität Newcastle upon Tyne.
Thema: Etablierung neuer Methoden zur Analyse der Interaktion verschiedener Immunzellen bei der
Graft-versus-Host Erkrankung als Hauptkomplikation der allogenen Stammzelltransplantation.
Beabsichtigter Förderzeitraum: 11.4. 2011 – 31.5.2011
Stand der Forschung
Die Graft-versus-Host Erkrankung ist in ihrer akuten und chronischen Form nach wie vor die
schwerwiegendste Komplikation der allogenen Stammzelltransplantation, die heute als etabliertes
Verfahren zur Behandlung akuter und chronischer Leukämien eingesetzt wird. Sie tritt als akute GvHD
bei etwa 40 – 50 % der Patienten auf, die erforderliche Behandlung mit Cortison ist nur etwa bei der
Hälfte der Patienten erfolgreich. Wenn die GvHD nicht rasch auf eine Behandlung mit Cortison
anspricht, ist sie bei bis zu 80 % der Patienten entweder auf Grund der direkten Gewebsschäden oder
aber infolge der dann nötigen massiven Behandlung mit Immunsuppressiva und daraus resultierenden
Infektionen tödlich. Die auch bei etwa 50 % der Patienten auftretende chronische GvHD ist bei weniger
Patienten lebensbedrohlich, geht aber ebenfalls mit einer hohen Morbidität und langfristigen Belastung
der Patienten einher. Hierbei spielen ebenso die Folgen der derzeitigen immunsuppressiven Therapie
mit infektiösen Komplikationen und Langzeitfolgen der medikamentösen Therapie, insbesondere der
Behandlung mit Steroiden, eine zentrale Rolle.
Vor diesem Hintergrund ist die Erforschung des Zusammenspiels der an der GvHD beteiligten Zellen des Immunsystems von zentraler Bedeutung, um in Zukunft gezielter und weniger nebenwirkungsreich
die GvHD entweder zu verhindern oder sie dann rasch beherrschen zu können. Die bisher übliche
prophylaktische und therapeutische breite Unterdrückung des Immunsystems ist dabei zum einen
wegen des geschilderten schweren Immundefekts, der zu lebensbedrohlichen Infektionen führt,
unbefriedigend. Zusätzlich unterdrückt die breite Immunsuppression auch das wichtigste
Therapieprinzip der allogenen Stammzelltransplantation, die Reaktion der Spenderzellen gegen die
Leukämie (Graft-versus-Leukämie Reaktion).
Bisher wurde die GvHD als Folge einer überschießenden Aktivierung der Spenderlymphozyten durch
die antigenpräsentierenden Zellen (APCs) und Makrophagen des Empfängers angesehen und
dementsprechend alle therapeutischen Bemühungen auf die Unterdrückung dieser Aktivierung
gerichtet (Abb.1).
Wie die Arbeiten anderer und der eigenen Arbeitsgruppe zeigen, ist ein zweiter wichtiger Mechanismus
der GvHD Reaktion auch ein Verlust des regulierenden Zusammenspiels der Immunzellen, die
normalerweise eine Immunreaktion begrenzen. Dieser Verlust wird durch die derzeitigen
Behandlungsverfahren sogar verstärkt.
An dieser Immunregulation sind einerseits bestimmte Unterformen der Spender-Lymphozyten beteiligt,
die sogenannten regulatorischen T-Zellen. Sie werden durch bestimmte Signale und Botenstoffe
(Zytokine) der APCs aktiviert. Die GvHD Organe sind klassischerweise Organe, an denen die
Auseinandersetzung des Körpers mit der Umwelt und vor allem mit Krankheitserregern wie Viren und
Bakterien erfolgt, wie z.B. in der Haut, im Darm oder in der Lunge. Wie man am Beispiel der Darmflora
gelernt hat, ist es im gesunden Zustand im Darm zunächst das Ziel, dass keine Aktivierung des
Immunsystems durch die physiologische Flora zustande kommt, da sonst eine ständige
Überaktivierung stattfinden würde. Hieran sind regulierende APCs und die genannten regulatorischen T
Zellen beteiligt. Erst bei tieferem Eindringen der Erreger oder bei schädlichen Erregern muss das
Immunsystem auf Abwehr und rasche Elimination der Erreger umgestellt werden. Die Zellen, die bei
dieser Auseinandersetzung genauso wie die der GvHD eine Immunantwort initiieren, sind die APCs:
Sie fördern in der obersten Epithelschicht wahrscheinlich eher die friedliche Koexistenz, lösen in den
darunterliegenden Gewebsschichten aber eine starke Abwehrreaktion aus, so dass davon
ausgegangen werden muss, dass in den GvHD Organen verschiedene APCs mit differenter Aufgabe
und unterschiedlichem Reaktionsmuster existieren.
Eigene Vorarbeiten
An der Abteilung Hämatologie/Internistische Onkologie ist seit 1998 im Rahmen des
Kompetenzzentrums GvHD ein Forschungsschwerpunkt zur Entwicklung neuer pathophysiologischer
Konzepte und neuer Therapieprinzipien der GvHD etabliert. Verschiedene Arbeitsgruppen arbeiten an
regulatorischen T-Lymphozyten (Arbeitsgruppe Prof. Dr. M. Edinger, Prof. Dr. P. Hoffmann), der
chronischen GvHD (Arbeitsgruppe Prof. Dr. D. Wolff), an der Immunregulation durch APCs
(Arbeitsgruppe Prof. Dr. M. Kreutz) und an der Auseinandersetzung zwischen angeborener und
adaptiver Immunität in den Zielorganen der GvHD Haut/Darm und Lunge (Schwerpunkt der
Arbeitsgruppe Prof. Dr. E. Holler). Diese Gruppen sind untereinander und mit anderen Forschern des
Klinikums vernetzt, u.a. auch in klinischen Forschergruppen, die durch die Deutsche
Forschungsgemeinschaft gefördert werden.
Frau Dr. J. Ammer gehört seit etwa 2 Jahren zu der Arbeitsgruppe von Prof. Holler und Prof. Kreutz, sie
hat sich in dieser Zeit mit den regulatorischen T-Lymphozyten in der Haut und mit der klinischen
Entwicklung eines neuen immunmodulierenden Therapieansatzes bei der Lungen-GvHD beschäftigt
und hierzu auch erste Kongressbeiträge und ein Manuskript publiziert.
Ziel des aktuellen Projekts
In einem aktuell von der DFG geförderten Forschungsbefunde zur Immunologie der Transplantation
betreuen Prof. Kreutz und Prof. Holler ein Projekt mit dem Thema „Differentielle Modulation der
Alloreaktion/GvHD durch bakterielle Liganden“, in dem die Hypothese untersucht wird, dass APCs je
nach Kontakt mit unterschiedlichen bakteriellen Antigenen entweder eine verstärkte oder aber eine
verminderte Immunreaktion induzieren. Dies Arbeiten werden bisher ausschließlich an Zellkulturen
durchgeführt, sollen aber von Frau Dr. Ammer auch auf die Haut als am leichtesten zu untersuchendes
Zielorgan der GvHD übertragen werden. Sie wird dazu von ihrer klinischen Tätigkeit für ein halbes Jahr
freigestellt und soll zunächst Methoden zur Isolierung von APCs aus der Haut erlernen, die bisher nur
im Labor von Dr. Matthew Collin und Prof. Dr. Anne Dickinson an der Universität Newcastle etabliert
sind:
Isolation der epithelialen APCs (Langerhanszellen) versus Isolation der APCs und Makrophagen aus
der darunterliegenden Dermis und ein in vitro Modell der Haut-GvHD, den sogenannten Skin Explant
Assay, in dem Hautbiopsien mit Spenderzellen kokultiviert werden.
Diese Methoden sollen von Frau Dr. Ammer in Newcastle erlernt und dann hier im Forschungslabor in
den folgenden 4 Monaten etabliert werden, so dass die Hypothese untersucht werden kann, dass die
APCs je nach Herkunft und Schicht, aus der sie gewonnen werden, die GvHD stimulieren bzw. eine
regulatorische Antwort einleiten.
Ein in vitro Modell für die geplante Untersuchung neuer immunmodulierender Ansätze zur GvHD
Therapie (z.B. über Vit. D und Vit. A oder aber über IFNgamma) zur Verfügung steht.
Nach Etablierung der Methoden in Regensburg können diese dann durch technische Mitarbeiter
übernommen und die Projekte dann langfristig durch Frau Dr. Ammer auch nach Rückkehr in die
klinische Tätigkeit betreut werden.
Beantragte Mittel:
Das Grundgehalt für Frau Dr. Ammer für die Zeit ihrer Freistellung wird durch DFG-Gelder aus der
Forschergruppe bereitgestellt, jedoch stehen keine Kosten für die Reise sowie die Unterbringung
während der Zeit in Newcastle zur Verfügung. Hierfür wird eine Unterstützung durch die Carsten
Bender-Leukämie-Stiftung beantragt.
Im Einzelnen sind dies:
Flugkosten München/Newcastle und zurück ca. 1000.– €
Kosten für Bed und Breakfast Unterkunft in Newcastle, 2 Monate ca. 3000.– €
Mehrkosten für Lebensunterhalt im Ausland, zwei Monate (DFG Sätze á 732.–) ca. 1464.– €
Verpflichtung der Antragsteller
Die Antragsteller verpflichten sich, nach Abschluss des Forschungsaufenthalts eine Mittelabrechnung
für die tatsächlich in Anspruch genommenen Kosten vorzulegen. Ferner wird Frau Dr. Ammer nach
Ende der 6 monatigen Forschungszeit einen Bericht über die erreichten Ergebnisse und die daraus
resultierenden zukünftigen Forschungspläne im Umfang dieses Antrags vorlegen. Bei Vorträgen oder
Manuskripten, die Arbeiten aus diesem Teilprojekt mit beinhalten, wird die Förderung durch die Carsten
Bender-Leukämie-Stiftung erwähnt, Manuskripte und Abstracts sind dem Bericht beizulegen.
Erklärung
Der Antragsteller erklärt, dass für den beantragten Forschungsaufenthalt bei keiner anderen Stelle
Mittel beantragt wurden.
Regensburg, 20.02.2011
Prof. Dr. E. Holler
Dr. J. Ammer