Jelenlegi hely

  1. Címlap
  2. » Őssejtdonáció
  3. » Háttéranyagok
  4. » Kapcsolódó cikkek

Az immunrendszer újrafejlődése csontvelő-átültetést követően

Magyar Tudomány, 2003/4

Immunológia

Pálóczi Katalin
a MTA doktora, tanszékvezető, egyetemi tanár

Semmelweis Egyetem, Immunológiai-Haematológiai-Transzfúziológiai Tanszék, Országos Gyógyintézeti Központ, Haematológiai és Immunológiai Intézet, Budapest

AZ IMMUNRENDSZER ÚJRAFEJLŐDÉSE CSONTVELŐ-ÁTÜLTETÉST KÖVETŐEN: AZ ALLOGÉN ŐSSEJTTERÁPIA IMMUNOLÓGIAI VONATKOZÁSAI

Bevezetés

Bár voltak korai, szórványos elképzelések arról, hogy csontvelői sejtek adása egyes anémiák és leukémiák kezelésében hasznos lehetne, a második világháború atombomba áldozataiban kialakult csontvelői sugárhalál döbbentette rá a kutatókat, hogy mennyire szükség lenne a károsodott csontvelő pótlására. A csontvelő-átültetéssel kapcsolatos kutatások kezdeti kiemelt támogatása is az embert érő ionizáló sugárzás patofiziológiájának jobb megértését szolgálta. Több mint négy évtizedet ölel fel a humán allogén csontvelő-átültetés története, melynek során 1957-ben elsőként - a később Nobel díjjal jutalmazott - E. Donnall Thomas számolt be humán intravénás csontvelő infúzió alkalmazásáról. Az azt követő tíz év alatt az őssejt kutatás hatalmas lépésekben fejlődött, de a csontvelő-átültetés sikeres alkalmazásához még hiányoztak az immunológia eredményei. A szövet-összeférhetőségi tulajdonságok kutatása, a fő hisztokompatibilitási antigének (major histocompatibility complex - MHC) felfedezése adta azt az alapot, amely nélkülözhetetlen a szerv- és szövet-transzplantációkban. Nyilvánvalóvá vált, hogy azonos fajon belül, az egyedek közötti sikeres csontvelő-átültetés alapja is a fő MHC (humán leukocita antigén - HLA) antigének egyeztetése és azonossága. Az is világossá vált, hogy más egyénből származó sejtekkel történő (allogén) transzplantáció szövődményeiért az alloimmun reakciót közvetítő T-limfociták a felelősek. Később lehetővé vált a nem rokon-donorral történő transzplantációk végzése, és a csontvelő mellett, a perifériás vér mononukleáris sejtjeivel történő transzplantáció is. 1989-ben új őssejtforrásként jellemezték a köldökzsinórvért, melyet még abban az évben követett az első sikeres köldökzsinórvérrel történő transzplantáció. A csontvelő-transzplantáció területéről áttekinthetetlen számú közlemény jelent meg és számos összefoglaló mű készült. Jellemzésként csak néhány összefoglaló kötetet említünk az utóbbi évekből (Thomas, 1999; Reiffers, 1998; Gorin, 1999).

Ma számos, főként a vérképző rendszerből kiinduló rosszindulatú megbetegedés, öröklött immunhiányos állapot és anyagcsere betegség, valamint egyéb vérképzőszervi rendellenességek egyetlen gyógyító terápiája a csontvelő-, pontosabban a vérképző őssejt-transzplantáció (hematopoietic stem cell transplantation - HSCT).

A beavatkozás lényege, hogy megfelelő kemoterápia vagy kemo- és radioterápia segítségével (mieloablativ és immunszuppresszív kezelés) elpusztítjuk a beteg saját csontvelői vérsejtképzését és immunrendszerét, majd egészséges mononukleáris sejteket, közöttük hemopoetikus őssejteket juttatunk a szervezetébe. Ha az őssejt graft megtapad és növekedésnek indul, a recipiensben új - immár egészséges - donor eredetű vérképző és immunrendszer alakul ki. A transzplantáció tehát a hemopoetikus őssejtek rendkívüli önfenntartó képességén és pluripotenciáján alapul.

A ma alkalmazott őssejtforrások a csontvelő, a perifériás vér és a köldökzsinórvér. A graft eredete szerint a transzplantáció lehet: allogén (testvér, rokon, nem-rokon donor), autológ (a beteg a saját maga donora) és szingén (egypetéjű ikertestvér a donor).

A transzplantátum (graft) sejtes összetétele - a vérképző őssejtek

A transzplantált csontvelő és a perifériás vérből gyűjtött mononukleáris sejttömeg - mint leggyakoribb őssejtforrások - nemcsak őssejteket tartalmaznak. A graft olyan mononukleáris sejtekből áll, melyek között dominálóan nagy számú az érett T-limfocita. Ezen kívül érett B-limfocita, éretlen, de már bizonyos differenciálódási irányba elkötelezett limfoid és mieloid progenitor sejtek (elődsejtek), és el nem kötelezett vérképző (szöveti) őssejtek vannak jelen. A transzplantáció sikeressége egyértelműen összefügg a donor graft őssejtszámával. Emberben a vérképző őssejtek (progenitorsejtek) a CD34 antigén jelenlétével jellemezhetők legkönnyebben.

(1. ábra)

A CD34+ sejtek monoklonális antitest segítségével jelölhetők, és gyors, áramlási citometrián alapuló eszközzel mérhetők. Számuk meghatározható a csontvelőben és a perifériás vérben is, sőt a CD34+ sejtek bizonyos körülmények között szelektálhatók és ilyen formában transzplantálhatók. A transzplantáció során beadásuk intravénás úton történik. A keringésbe adott őssejtek feladata, hogy megtalálják a megfelelő mikrokörnyezetet, ez esetben a csontvelői strómát. Feltehetően a stróma hívójelei (citokinek, adhéziós molekulák) és szabályozó molekulái teszik lehetővé a keringő őssejt kitapadását (engraftment),

(2. ábra)

majd osztódását és differenciálódását.

(3. ábra)

A transzplantált őssejt minden vérképző sejtsor kialakítására képes. A csontvelőben a donor eredetű vérképző sejtek megjelenése a vérben 2-4 hetet, néha hosszabb időt vesz igénybe. Autológ transzplantáció esetén a kialakuló csontvelői repertoár egyértelműen, immunológiai szempontból is "saját".

Allogén transzplantáció esetén a donor őssejtből kialakuló csontvelői sejttömeg donor eredetű, míg a stróma és egyéb mikrokörnyezeti sejtek recipiens eredetűek. Sikeres allogén őssejt-transzplantáció után tehát a betegek kimérák: vérképzésük teljesen, az immunrendszer sejtjei dominálóan egy másik egyénből származnak, míg szomatikus sejtjeik, közöttük a csontvelő és immunrendszer strómasejtjei sajátok. A kétféle eredetű sejtek immunológiai kommunikációja nem mindig zökkenőmentes (Thomas, 1999)

Az allogén transzplantáció

Az allogén HSCT során egyik legfontosabb a transzplantációs antigének (MHC) és az azokat kódoló gének vizsgálata. Azokat az MHC antigéneket, amelyek meghatározzák, hogy a donorból beültetett szövet immunológiailag egyező-e a recipienssel, vizsgálhatjuk szerológiai, genetikai, vagy funkcionális módszerek segítségével. Ismert, hogy az MHC molekulák legfontosabb biológiai-immunológiai funkciója a szervezetben termelődő vagy oda bekerülő fehérjék részleges lebontásakor keletkező peptidek megkötése, és bemutatása a T-sejtek számára. Bár az MHC molekulák nem képesek különbséget tenni az immunológiai értelemben vett saját és nem-saját fehérjékből származó peptidek között, az antigénből származó peptidek megkötésével alapvető szerepet töltenek be a T-limfociták antigénfelismerő működésében. Az MHC molekulák által közvetített allogén válasz tehát a szervezet alapvető immunológiai védekezési stratégiája, és nem egy esetleges transzplantációra való "felkészülés" eredménye. A transzplantációk során előidézett alloimmun funkció élettani védelmi reakció, mely azonban a transzplantáció esetében legtöbbször szövődményt, betegséget jelent. Ez az alloimmun reakció eredményezheti a beültetett sejtek kilökődését (host-versus-graft reakció - rejectio), illetve fordítva, a graftban levő immunkompetens sejtek reakciót indíthatnak a befogadó szervezet ellen, idegennek ismerve fel bizonyos antigénjeit (graft-versus-host betegség - GVHD). A GVHD mint alloimmun reakció, súlyos transzplantációs szövődmény, melynek megelőzése és kezelése során az immunszuppresszió számos eszközét és lehetőségét felhasználjuk. Már itt meg kell azonban jegyeznünk, hogy a donor T-sejtek által közvetített GVHD rendkívül nagy jelentőséggel bír a szervezetben megbúvó maradék leukémiás (allogén) sejtek elpusztításában, ezáltal a rosszindulatú alapbetegség teljes leküzdésében (Thomas, 1999; Plett, 2002).

Autológ őssejt-transzplantáció

Az őssejtforrás a klinikai gyakorlatban a saját csontvelő vagy saját perifériás vérből nyert mononukleáris sejttömeg. (Elméleti lehetőség a saját köldökzsinórvér felhasználása is, azonban tekintve a szóbajöhető betegségek ritka előfordulását, és a köldökzsinórvér-autológ transzplantáció egyéb limitáló tényezőit, erre elvétve kerülhet sor). Saját csontvelői vagy perifériás vér őssejtek transzplantációja esetén értelemszerűen semmilyen káros immunológiai reakcióval nem kell számolnunk. Az alloimmun reakció elmaradása azonban az autológ transzplantáció leggyakoribb szövődményét, a betegség visszaesését (relapszus) eredményezheti, mivel immunológiai szempontból ugyanazon sejtek kerülnek visszaadásra, melyek az eredeti kóros sejtklónt nem tudták elpusztítani. Ebben a transzplantáció típusban tehát a gyógyulást egyedül a nagydózisú kemoterápiára/irradiációra alapozzuk (Gratwohl, 2002).

Az immunrendszer rekonstitúciójának kinetikája allogén csontvelő átültetés után

Transzplantáció után a hemopoetikus őssejt megtapadása és a normál csontvelői funkció kialakítása csak akkor lehetséges, ha az őssejt megtalálja a megfelelő mikrokörnyezetet, ott megtelepszik, osztódik és differenciálódik. Feltételezhető, hogy bonyolult mechanizmus, köztük adhéziós molekulák és receptoraik, citokinek és receptoraik, valamint az endotélsejtek és a stróma többi alkotóeleme segítenek a megfelelő mikrokörnyezet megtalálásában. Kísérletes adatok alapján feltételezhető, hogy az őssejt megtapadása a megfelelő mikrokörnyezet által irányított folyamat (Oostendorp, 2000).

Az új csontvelői sejtek visszatérési kinetikáját és funkcióját több tényező befolyásolja: a recipiens eredetű sejtek eltűnési sebessége, a transzplantátum sejtösszetétele, közöttük az érett, immunkompetens sejtek jelenléte a donor graftban, és az őssejtekből/elődsejtekből kialakuló donor eredetű vérképző sejtsorok megjelenése (Reiffers, 1998; Thomas, 1999; Pálóczi, 2000).

A fagocitasejtek regenerálódása

Két-három hétig tartó sejthiány után - a graft megtapadásának első jeleként - donor eredetű neutrofil granulociták és monociták jelennek meg a transzplantált betegek vérében. Az új, donor eredetű sejtek már képződésükkor rendelkeznek fagocitáló és baktériumölő képességekkel, azonban kemotaktikus aktivitásuk lényegesen csökkent, és csak néhány hónap alatt regenerálódik. A monociták számszerű regenerációja mintegy hat, a szöveti (tüdő, máj) makrofágoké tizenkét hétig tart. Az új mononukleáris fagocita-sejtek egyéb funkcióikat tekintve is, mint IL-1 és prosztaglandin E2-termelés, antigénfeldolgozás és bemutatás stb. teljesen épek.

NK-sejtek

A természetes ölősejtek (natural killer - NK-sejtek) a filogenetikailag legősibb limfociták. Vírusfertőzött saját sejteket, különböző allogén sejteket, valamint daganatsejteket képesek elpusztítani. Citotoxikus aktivitásuk nem áll MHC korlátozás alatt. Fejlődésük a timusztól független. Az őssejtátültetés után a limfociták közül először ezek a CD3-CD16+CD56+ fenotípusú sejtek jelennek meg a recipiensben. Az NK-sejtkészlet egy hónap alatt számszerűen és a funkciót tekintve is normalizálódik. Aktivációjuk és proliferációjuk azonban a rendelkezésre álló interleukinek (elsősorban IL-2 és IL-12) mennyiségétől, azaz a T-limfociták és antigénbemutató sejtek működésétől is függ.

T-limfociták

A CD3+ T-limfociták relatív száma mintegy három-hat hónap alatt normalizálódik a transzplantált betegekben. Mivel a CD4+ T-limfociták (Th-sejtek) relatív és abszolút mennyiségének normalizálódása általában lassú folyamat, míg a CD8+ T-limfociták (Tc-sejtek) regenerációja igen gyors, a CD4:CD8 sejtarány a betegekben tartósan eltolódik a CD8+ limfociták irányába (élettani körülmények között CD4:CD8=1,4:1). Jellemző, hogy az őssejt-transzplantáció után megjelenő Th-sejtek dominálóan CD45RO+, azaz memória T-sejtek. A naiv, CD45RA+ Th-sejtek regenerálódása igen lassú, évekig is eltartó folyamat, melynek következménye, hogy a T-sejtek új antigénre történő reakciója hibásan alulműködő. Ugyanakkor a transzplantáció után keletkező CD8+ T-limfociták között általában normális arányban fordulnak elő naiv (CD45RA+) és memória (CD45RO+) sejtek. Végül a transzplantáció utáni korai (3-6 hónap) T-sejt készlet további fontos jellemzői: gamma/delta típusú T-sejt receptort hordozó T-llimfociták relatív gyakoriságának megnövekedése, valamint egyéb, nem hagyományos fenotípusú T-sejtek megjelenése. Érdemes azzal is foglalkozni, hogy az őssejt-transzplantált betegek érett T-sejtjei legalább négyféle forrásból erednek: 1) a graftban jelenlévő, funkcionálisan érett donor eredetű T-sejtek; 2) a graftban található, szintén donor eredetű hemopoetikus őssejtből és limfo-hemopoetikus elődsejtekből képződő új T-sejtek; 3) a recipiens mieloablativ kezelést túlélő vérképző őssejtjeiből származó T-sejtek; 4) a recipiens nyirokszerveiben túlélő érett T-limfociták. A harmadik és főleg a negyedik forrás - a recipiens kondicionáló kezelést túlélt T-limfocitái - akkor kapnak fontos szerepet a regenerációban, ha a transzplantációt T-sejt mentesített grafttal végezzük. Ilyenkor kevert (donor/recipiens) T-sejt kimérák keletkeznek. (A T-sejt mentesítés az alloimmun reakció megelőzését szolgálja, de mivel számos hátránnyal - relapszus, graftelégtelenség - jár, ritkán alkalmazzuk). A nem T-sejt mentesített grafttal transzplantált betegekben kialakuló perifériás T-sejt készlet viszont az esetek többségében donor eredetű, tehát egyértelműen a graftból származik.

Felnőtt korú transzplantált betegekben további kérdés, hogy a fiziológiásan visszafejlődő és a kondicionáló kezelés által is károsított timusz képes-e a T-sejtek képzésére. A CD45RA+ Th-sejtek hiánya a timuszfüggő T-sejt érés hiányát is jelzi. Kísérletesen igazolták, hogy a csontvelőgrafttal a recipiens szervezetébe bekerült nagyszámú T-sejt a perifériás nyirokszervek üresen maradt T-sejt áreáiban tapad meg, és - feltehetően antigén stimulus hatására - osztódik. Ezek a sejtek azonban memória T-sejtek, és jelentős részük aktivált állapotban van. Rendkívül érzékenyek a programozott sejthalált (apoptózis) kiváltó jelzésekre. A CD4+ T-sejtek lassú regenerációjában az alkalmazott immunszuppresszív kezelés is szerepet játszhat, de a fentiek alapján érthető, miért dominálnak tartósan a memóriasejtek az átültetés után kialakuló Th-sejt készletben, és miért áll fenn T-sejt defektus a transzplantált betegekben (Parkman, 1997).

(1. táblázat)

B-limfociták

A csontvelő/perifériás vér őssejt-átültetés után tartós - egy-két esetleg sok éves - humorális immunhiány is észlelhető. Ennek okaként feltételezhető, hogy a csontvelőből a perifériás nyirokszervekbe kikerülő B-sejt készlet funkcionális érése időt igénylő folyamat, másrészt a T-sejtek regenerációjának zavarai hátráltatják a kialakuló B-sejt funkciókat, különösen az antigén-specifikus ellenanyag termelést.

A betegek szérum-immunglobulin szintje a kondicionáló kezelést és transzplantációt követő első egy-két hónapban erősen csökken, de az ellenanyag molekulák sohasem tűnnek el teljesen a keringésből. Ez - mivel az immunglobulinok fél-életideje a szérumban rövid (IgM és IgA: ~4 nap, IgG: ~21 nap) - csak azzal magyarázható, hogy a recipiensben vannak a kondicionáló kezelést túlélő saját plazmasejtek, melyek a beavatkozás után még hetekig, sőt hónapokig képesek antitestet termelni. Közben a donor eredetű B-sejtek is bekapcsolódnak az ellenanyag-termelésbe. Elsőként a szérum IgM, majd IgG, végül az IgA szintje normalizálódik. A szérum immunglobulinok regenerációja nem problémamentes. A különböző izotípusú ellenanyagok ugyan megjelennek, de ez az ellenanyagkészlet erősen korlátozott. Szinte minden betegben kimutatható, hogy az antitesttermelés rövidebb-hosszabb ideig oligo- netán monoklonális (Parkman, 1997; Thomas, 1999).

Az allogén transzplantáció immunológiai szövődményei: graft-versus-host betegség és graft-versus-leukémia hatás

A vérképző őssejtek sikeres transzplantációját és az ezt követő biológiai eseményeket alapvetően két, a donorból származó sejttípus befolyásolja: a vérképző őssejtek (elődsejtek), valamint az érett T-limfociták. A humán transzplantációkban alkalmazott őssejtforrások mindegyike - csontvelő, perifériás vér, köldökzsinórvér - tartalmaz az őssejtek és elődsejtek mellett jelentős számú T-lymphocytát is. A donor T-lymphocyták jelenléte fontos klinikai következményekkel bír: 1) a vérképző őssejt kilökődésének megakadályozása; 2) a minimális reziduális malignus sejtek elpusztítása; 3) a graft-versus-host betegség (GVHD) kialakulása.

Sikeres donorsejt engraftment és donor-eredetű immunrendszer dominanciája esetén a beteget enyhébb-súlyosabb GVHD fenyegeti. Mind emberben, mind állatkísérletekben bizonyították, hogy az akut GVHD a donor eredetű fehérvérsejtek, primeren a T-limfociták támadása a recipiens saját sejtjei ellen. A T-sejtek és NK-sejtek mellett a citokin mediált sejtkárosodás gondolható elsődlegesnek.

A krónikus GVHD immunológiai szempontból nem az akut forma krónikussá válása. Amíg az akut GVHD alapvetően egy alloimmun citotoxikus reakció a bőr, a gyomor-bélnyálkahártya és a máj-epeútrendszer sejtjei ellen, addig a krónikus GVHD fő eleme a fokozott kollagén lerakódás és fibrózis. A krónikus GVHD számos hasonlóságot mutat az autoimmun betegségekkel, különösen a sclerodermával és a primer biliáris cirrózissal. A krónikus GVHD kiváltásában is számos faktor szerepe feltételezhető, közöttük az autoreaktív T-sejtek csökkent eliminációja a timusz alulműködése miatt, és az autoregulatórikus T-sejtek csökkent termelődése a transzplantáció után.

A klinikai gyakorlatban megfigyelhető, hogy GVHD esetén nincs alapbetegség (például leukémia) visszaesés, vagyis a GVHD betegségmentes állapottal jár együtt. Bizonyítást nyert, hogy mind az akut, mind a krónikus GVHD lényegi szerepet játszik a maradék leukémiás sejtek elpusztításában a recipiens szervezetében, s valójában ezáltal érhető el a teljes gyógyulás. Ma is folynak azok a kutatások, melyek a káros GVHD-t elindító T-sejtek kiktatását célozzák meg, a hasznos GVL megtartására törekedve. A regulatórikus T-sejtek (CD4+CD25+) feltételezhetően képesek különbséget tenni az akut GVHD szöveti célsejtjei (epitélium) és a malignus sejtek között, de terápiás alkalmazásuk még várat magára. A krónikus GVHD és a GVL hatás elválasztása szintén még további kísérleteket igényel (Thomas, 1999).

Új transzplantációs irányzat: "Non-myeloablativ" vagy redukált intenzitású allogén HSCT

Az utóbbi hat-hét évben a klinikai kutatások középpontjába kerültek a "non-myeloablatív" transzplantációs előkezelésekkel (kondicionálás) kapcsolatos vizsgálatok. A "non-myeloablatív" kondicionáló stratégia alapja, hogy kevésbé toxikus szereket alkalmaz, és nem pusztítja el teljesen a csontvelői vérképzést (nincs teljes mieloabláció). A "non-myeloablativ" kondicionáló kezelés azonban nem nélkülözi az erőteljes immunszuppressziót, mivel ez biztosítja a beadott donorsejtek megtapadását. A donorsejt megtapadás mellett további cél az alapbetegség elpusztítása, melyet ebben az esetben ismételten adott, ugyanattól a donortól származó, T-limfocita infúziókkal lehet elérni. A "non-myeloablativ" transzplantáció tehát kezdetben olyan kevert kiméra állapothoz vezet, melyben donor és recipiens eredetű vérképzés együtt van jelen, de a donor T-limfociták ismételt adása végül donor eredetű stabil vérképzést és szabályos GVL hatást képes eredményezni. A kevésbé toxikus előkezelés révén a transzplantáció azok számára is elérhető, akikben a hagyományos nagydózisú előkezelés életveszélyes szövődményeket okozna.

Az őssejt-szemlélet megváltozása: a szöveti őssejtek plaszticitása

Az embrionális fejlődés korai stádiumában a sejtek még minden irányba képesek differenciálódni. A felnőtt szervezetben erre már csak a kisszámú, ún. szöveti őssejt is csak részben képes. Ezek a szöveti őssejtek fontos szerepet töltenek be a sérülések regenerációjában, és a folyamatosan megújuló szövetek (például a vérképzőrendszer) élettani működésében. Sorsukat a közvetlen környezetükből, az őssejt "niche"-ből érkező proliferációs, differenciációs és túlélési jelzések határozzák meg. A folyamat mechanizmusa azonban mindmáig tisztázatlan. A vérképző őssejt többirányú fejlődési potenciálját igazolta, hogy transzplantáció után képes a vérképző rendszer és immunrendszer minden sejtsorának kialakítására. Ma már az is igazolást nyert, hogy a vérképző őssejt képes nem-hemopoetikus szöveti sejtek képzésére is. Megfigyelték, hogy a csontvelő-transzplantált betegek májsejtjeinek 1-2%-a általában donor eredetű. Kísérleti stádiumban van az őssejtek alkalmazása a szívizom, idegrendszer, vázizom-, porc- és csontszövet és legújabban a vese mesangiális sejtjeinek regenerációjában.

A szöveti őssejt plaszticitás lehetséges mechanizmusaira vonatkozó modellek közül az egységes őssejtelmélet, többféle szöveti őssejt feltételezése, valamint a transzdifferenciálódás a legismertebbek.

(4. ábra)

Az egységes őssejtelmélet felveti, hogy minden szövetünkben vannak olyan rendkívül fiatal "szunnyadó" vagy inkább lassan osztódó pluripotens őssejtek, amelyek az őket körülvevő mikrokörnyezettől függően bármilyen irányba képesek differenciálódni. Az is elképzelhető, hogy a csontvelőben bizonyos irányú elkötelezettséggel bíró őssejtek vannak mintegy készenlétben, és a környezet követelményeinek megfelelően differenciálódnak. Végül lehetséges, hogy a szöveti őssejtek a környezeti hatásokra megváltoztatják elkötelezettségi irányultságukat, és egymást helyettesíthetik a transzdifferenciálódás révén. A folyamatosan növekvő számú kísérleti adat megdönteni látszik a vérképzés hierarchikus voltára vonatkozó dogmát, és egyre dominálóbb az a nézet, hogy a vérképző őssejt egyike azon szöveti őssejteknek, melyek funkcionálisan plasztikusak és jelentős szerepet képviselnek a szöveti regenerációban (Shih, 2001; Vas, 2002).

A csontvelő(őssejt)-transzplantáció hazai helyzete

Hazánkban két intézmény (SOTE I. Belklinika, Budapest, dr. Kelemen Endre: első őssejt-transzplantáció: 1973; első csontvelő-transzplantáció: 1984; Országos Haematológiai és Vértranszfúziós Intézet (OHVI), Budapest, dr. Hollán Zsuzsa, dr. Poros Anna: első csontvelő-transzplantáció: 1984) Európában az elsők között kapcsolódott be a nemzetközi csontvelő-transzplantációs aktivitásba. A szervezett, európai színvonalú transzplantáció feltételrendszerének kialakítása dr. Hollán Zsuzsa munkásságának eredménye (immungenetika, citogenetika, őssejtkutatás, a csontvelő feldolgozás és tárolás feltételei, molekuláris genetika, transzfúziológia, immunológia). Létrejött az egésztest sugárkezelés feltételrendszere az Országos Onkológiai Intézetben (dr. Petrányi Júlia). A transzplantációs centrumok számának bővülése szükségessé tette a hazai Országos Csontvelő-transzplantációs Bizottság megalakulását (dr. Petrányi Győző, 1990), mely úttörő szerepet játszott a nemzeti transzplantációs értékrend és irányelvek kialakításában. Elindult a hazai önkéntes csontvelődonor-toborzás, majd sikerült bekapcsolódni a nemzetközi donorhálózatba, mely alapját jelentette az idegen donoros transzplantációknak (dr. Gyódi Éva). Jelenleg négy, az Európai Csontvelő-transzplantációs Munkacsoport (EBMT) által regisztrált transzplantációs centrum működik hazánkban (Országos Gyógyintézeti Központ és Szent László Kórház Budapest, Miskolc, Pécs). A négy centrum rendszeresen közzéteszi klinikai és kutatási eredményeit az EBMT kongresszusain illetve speciális Workshop megbeszéléseken. A hazai transzplantációk elindulása óta kb. kétszáz közlemény jelent meg a tudományterület vezető transzplantációs, hematológiai és immunológiai folyóirataiban (Bone Marrow Transplantation, Leukemia, Acta Hematologica, Immunology Today, Transplantation Immunology, European Immunology, Tissue Antigens, stb.). Az eredményeket hazai lapokban is rendszeresen közzétesszük.

Munkacsoportunk főbb kutatási területei és eredményei

Munkacsoportunk tevékenysége több mint tízéves tudományos munkásságot ölel fel, mely három tágabb területre vonatkoztatható.

1) Elsőként a rosszindulatú hematológiai betegségeket érintően, akut és krónikus leukémiákban és leukémiás vérképpel járó malignus limfómákban vizsgáltuk a kóros sejtek sejtfelszíni és sejten belüli molekuláinak jellegzetességeit. A vizsgálatokhoz - hazánkban elsőként - széleskörű monoklonális antitest panelt és áramlási citometriát alkalmaztunk. Három nemzetközi differenciálódási antigén workshop munkájában vettünk részt, melynek révén több mint 160, még ismeretlen specificitású - későbbi differenciálódási antigének, aktivációs és adhéziós molekulák - monoklonális antitest jellemzését végeztük el. Nemzetközileg is elismert eredményeket krónikus limfoid leukémiában és hajas sejtes leukémiában értünk el:

a) A kóros sejteket differenciálódási antigének kimutatása révén jellemeztük, segítséget nyújtva a betegségek differenciál diagnosztikájában és osztályozásában.

b) A kóros sejtek felszínén aktivációs antigéneket azonosítottunk, és elsők között tételeztük fel, hogy jelentős szerepük lehet a malignus sejtpopuláció szabályozási zavaraiban és proliferációjában.

c) Jellemeztük a kóros sejtek sejtfelszíni adhéziós molekuláit, melyek a sejtek vándorlásában, ezáltal a betegség terjedésében játszhatnak szerepet.

d) A leukémiák és limfomák immunfenotípus jellemzése igen lényeges a transzplantáció megtervezése, és sikerességének lemérése szempontjából, ezért a különböző sejtfelszíni struktúrák vizsgálatát (immunfenotípus meghatározás) kiterjesztettük a maradék leukémiás/limfomás sejtek meghatározására is.

2) A transzplantációhoz szorosan kapcsolódó tudományos tevékenység:

a) Az allogén csontvelő-transzplantációval kapcsolatosan elsők között igazoltuk, hogy a gamma/delta T-sejtek nagyobb száma a keringésben összefüggésbe hozható az akut GVHD-el.

b) A köldökzsinórvért mint potenciális őssejtforrást, részletes immunológiai (immunfenotípus és funkcionális) vizsgálatokkal jellemeztük: kiegészítettük azt a megfigyelést, a köldökzsinórvér nagyszámú CD34+ őssejtet tartalmaz, és igazoltuk, hogy az elkötelezett progenitorsejt-szám is nagyobb, mint a csontvelőben vagy a perifériás vérben. Igazoltuk, hogy a köldökzsinórvér éretlen T- és B-sejteket tartalmaz, ami a GVHD szempontjából előnyös, de a sejtek alulműködése immundeficienciát eredményezhet a transzplantáció után.

c) Vizsgálataink igazolták, hogy a köldökzsinórvér nagyobb arányban és számban tartalmaz CD5 pozitív B-sejteket, mint a csontvelői- vagy perifériás vér-graft, melynek a kialakuló természetes (esetleg kóros) autoimmunitásban lehet szerepe.

d) A transzplantáció után kialakuló T- és B-sejt repertoár jellemzése kapcsán megállapítottuk, hogy allogén csontvelő-átültetés után a kialakuló B-sejt készlet korlátozott, és a megjelenő oligo- monoklonális antitestek a B-sejt regeneráció általánosan előforduló kísérőjelenségei.

3) Klinikai jellegű, de tudományos szempontból jelentős, nemzetközileg elismert eredmények:

a) A kevéssé toxikus, ún. "non-myeloablativ" kezeléssel transzplantált betegek klinikai és immunológiai tanulmányozásának kiszélesítése Kelemen Endre megfigyelései nyomán történt (Kelemen, 1998). Az új megállapítások több területen hozzájárultak a transzplantáció immunológiai eseményeinek jobb megértéséhez (Barta, 2001).

b) Hazánkban elsőként vezettük be az autológ perifériás őssejt-átültetést krónikus mieloid leukémiában.

c) Az allogén transzplantáció világirodalmi ritkaságnak számító szövődményét, a transzplantált recipiensben a donor eredetű sejtekből kialakuló, ún. donor leukémiát sikerült diagnosztizálnunk és jellemeznünk a ma elérhető legkorszerűbb módszerekkel, rámutatva a leukémia kialakulás teoretikusan rendkívül érdekes és fontos eseményeire (Gopcsa, 2002).

4) Az Intézeten belül, a transzplantációval kapcsolatos határterületi kutatási munkákban résztvevő munkacsoportok:

a) Az őssejtek funkcionális vizsgálatai (Gidáli J., Fehér I., Uher F.)

b) Citotoxikus T-limfocita prekurzor sejtek vizsgálatai (Kotlán B.)

c) Citokin mechanizmusok tanulmányozása (Pócsik É.)

d) Maradék leukémia és kevert kimerizmus vizsgálatok (Földi J., Páldi-H. P., Tordai A.).

e) HLA-genetikai polimorfizmussal és szervtranszplantációval kapcsolatos kutatások (Petrányi Gy., Gyódi É., Rajczy K., Padányi Á.)

f) Gén-bevitellel kapcsolatos kutatások (Németh K.)

g) Jelátvitellel kapcsolatos kutatások (Sarkadi B. és munkacsoportja)

h) Immunszerológiai vizsgálatok (Puskás É., Miklós K., jelenleg máshol dolgoznak: Füst Gy., Varga L.)

Összefoglalás

A vérképző őssejtek transzplantációja több mint négy évtizedes múltra visszatekintő terápiás lehetőség. A rosszindulatú betegségek biztos gyógyulását az allogén immunválasz révén kialakult GVL hatás biztosítja, ami, mint tapasztaltuk, nem kockázatmentes immunológiai reakció. Autológ transzplantációk esetében nincs alloimmun reakció, se káros (GVHD), se hasznos (GVL). E területen az immunterápia bizonyos formáinak alkalmazása sok segítséget nyújthat. Ugyancsak megoldásra vár az ún. "non-myeloablativ" transzplantáció, és az ezt kísérő T-sejt terápia pontosítása. Ma a legizgalmasabb kutatási terület az őssejtek plaszticitásának igazolása. Vajon rá tudjuk-e venni szervezetünket, hogy saját maga javítsa ki a keletkezett hibákat vagy betegségeket szöveti őssejtjeink segítségével? Alkalmazhatóvá válnak-e az újonnan leírt szöveti őssejtek a klinikai gyakorlatban? Reméljük, hogy a hemopoetikus őssejt-transzplantáció négy évtizede alatt olyan tudás, tapasztalat és kritikus szakmai tisztánlátás birtokába jutottunk, mely segít kikerülni az őssejt-kezelés veszélyes csapdáit, és segít abban is, hogy az új ismereteket a gyógyítás területén eredményesen kamatoztathassuk.

IRODALOM

Barta Anikó (2001): Dibrom-mannit tartalmú, egésztest-besugárzás nélküli kondicionáló kezeléssel végzett allogén csontvelő-átültetés eredményei krónikus myeloid leukaemiában. PhD értekezés. Semmelweis Egyetem, Doktori Iskola, Budapest

Gopcsa László. Barta A. - Banyai A. - Konya M. - Pajor L. - Foldi J. - Paloczi K. (2002): Acute Myeloid Leukaemia of Donor Cell Origin Developing 5 Years After Allogeneic Bone Marrow Transplantation for Chronic Myeloid Leukaemia. Bone Marrow Transplant. 29, 449-452.

Gorin, Norbert C. (ed) (1999): Bailliere's Best Practice & Research, Clinical Haematology. Peripheral stem cells in bone marrow transplantation. Vol. 12. Bailliere Tindall, London

Gratwohl, Alois - Baldomero, H. - Horisberger, B. - Schmid, C. - Passweg, J. - Urbano-Ispizua, A. (2002): Current Trends in Hematopoietic Stem Cell Transplantation in Europe. Blood 100, 7, 2374-2386.

Kelemen Endre - Masszi T. - Reményi P. -Barta A. -Pálóczi K. (1998): Reduction in the Frequency of Transplant-Related Complications in Patients With Chronic Myeloid Leukemia Undergoing BMT Preconditioned with a New, Non-Myeloablative Drug Combination. Bone Marrow Transplant. 21, 747-749.

Oostendorp, Robert A. J. - Ghaffari, S. - Eaves, Connie J. (2000): Kinetics of In Vivo Homing and Recruitment into Cycle Of Hematopoietic Cells Are Organ-specific but CD44-independent. Bone Marrow Transplant. 26, 5, 559-566.

Pálóczi Katalin (2000): Immune Reconstitution: An Important Component of a Successful Allogeneic Transplantation. Immunology Letters 74, 177-181.

Parkman, Robertson - Weinberg, Kenneth I. (1997). Immunological Reconstitution Following Bone Marrow Transplantation. Immunological Reviews. 157, 73-78.

Plett, P. Arthur - Frankovitz, Stacy M. - Orschell-Traycoff, Christie M. (2002): In Vivo Trafficking, Cell Cycle Activity and Engraftment Potential of Phenotypically Defined Primitive Cells After Transplantation into Irradiated or Nonirradiated Recipients. Blood. 100, 3545-3552.

Reiffers, Josy - Goldman, John M. - Armitage, James O. (eds.) (1998): Blood Stem Cell Transplantation. Martin Dunitz, London

Shih, C-C. - Weng, Y. - Mamelak, A. - LeBon, T. - Hu, M. C - Forman, S. J. (2001): Identification of a Candidate Human Neurohematopoietic Stem-Cell Population. Blood 98, 8, 2412-2422.

Thomas, E. Donnall - Blume, Karl G. - Forman, Stephen J. (eds.) (1999): Hematopoietic Cell Transplantation. Blackwell, Malden, USA

Vas Virág - Hajdu Melinda - Pálóczi Katalin - Uher Ferenc (2002): Alternative Views of Tissue Stem Cell Plasticity. Haematologia. 32, 1-16.

 

Kulcsszavak: vérképző őssejt, transzplantáció, immunológiai rekonstitúció, T-limfocita, B-limfocita, graft-versus-host betegség, graft-versus-leukémia hatás, szöveti őssejtek

 

1. táblázat A munkában előforduló CD-antigének, a sejtdifferenciálódás különböző stádiumait jelző felszíni markerek

 

CD-kód Funkció Normál szöveti megoszlás

 

CD3 T-sejt receptor-komplex része Timociták, T-sejtek

 

CD4 Koreceptor, interakció az MHC-II-vel Timociták egy része, Th-sejtek

 

CD7 Ismeretlen Korai T-sejt marker

 

CD8 Koreceptor, interakció az MHC-I-el Timociták egy része, Tc-sejtek

 

CD16 Kis affinitáú Fc?RIII Makrofágok, NK-sejtek, granulociták

 

CD33 Sejt-sejt adhézió közvetítés Mielo-monocitoid sejtsor, kivéve az őssejtet

és a granulocitát

 

CD19 B-sejt antigén receptor része B-sejt marker, kivéve a plazmasejtet

 

CD34 L-szelektin ligand, Hemopoetikus őssejt/progenitorsejt, kapilláris

leukocita-endotél interakció endotél, csontvelő-stróma

 

CD38 Ektoenzim Elődsejtek, aktivált T-sejtek, plazmasejtek

 

CD44 Adhéziós molekula Hemopoetikus és nem hemopoetikus sejtek

 

CD45 Tirozin-foszfatáz, izoformok: CD45RA, T-sejtek, B-sejtek, makrofágok, granulociták

CD45RB, CD45RO

 

CD56 Idegsejt adhéziós molekula (NCAM) NK-sejtek, T-alcsoport, felnőtt ideg- és izomszövet

 

CD90 Ismeretlen (Thy-1) Timocita, T-sejt, vérképző-őssejt alcsoport, neuronok

 

CD117 c-kit ligand = Őssejtek/progenitorsejtek, masztociták

SCF (stem cell factor) receptor

 

CD133 Ismeretlen Vérképző őssejt alcsoport, epitél-sejt

 

CD202 Angiopoetin-1 receptor Őssejt, endotél-sejt

 

 

ÁBRAMAGYARÁZAT

1. ábra. A vérképző őssejt/progenitorsejt ma ismert felszíni antigénjei (Lásd 1. táblázat)

2. ábra. Az őssejt és a megfelelő mikrokörnyezet (csontvelői stróma) kapcsolata (Lásd 1. táblázat)

3. ábra. A vérképző őssejt képes az összes hiányzó csontvelői sejtsor kialakítására (Lásd 1. táblázat)

4. ábra. A vérképző őssejt plaszticitásának lehetséges mechanizmusai. A) A csontvelőben, egymás mellett, különböző sejtfejlődési sorsú, különböző szövet kialakítására elkötelezett (pl. vér és izom) őssejtek találhatók; B) Egyféle irányultságú őssejt, a külső feltételek megváltozása esetén közvetlenül képes más típusú őssejtté alakulni. C) Egy totipotens (el nem kötelezett) őssejt különböző szövetek (vérképzés, izom, ideg, máj stb) kialakítására képes.

2011-08-02