Recombinación VDJ del Receptor de Células B Tras el Trasplante de Células Madre Hematopoyéticas (VReST)

Propósito y objetivos

El sistema inmunitario humoral es crucial para generar respuestas protectoras contra infecciones microbianas graves. Esta es una respuesta altamente específica, en la que los clones de células B vírgenes que reconocen epítopos en un patógeno se activan, se expanden clonalmente y se diferencian en células B de memoria y células plasmáticas productoras de anticuerpos.

La especificidad de la respuesta depende de la recombinación VDJ que crea clones de células B vírgenes, cada uno con un receptor de células B distinto que porta segmentos variables (V), de diversidad (D) y de unión únicos. Si bien el proceso de recombinación VDJ está bien investigado, no está bien establecido cómo/si la recombinación VDJ se ve afectada en las células B después del trasplante de células madre autólogo o alogénico. Este conocimiento podría mejorar las estrategias para revacunar a grupos de pacientes vulnerables que requieren trasplante de células madre para aliviar varios trastornos hematológicos. Aquí, utilizaremos muestras de individuos antes y después del trasplante de células madre hematopoyéticas para definir mejor el impacto en la recombinación VDJ y las respuestas clonales a antígenos vacunales.

Antecedentes

El trasplante de células madre es un procedimiento en el que la mayoría/todas las células hematopoyéticas son erradicadas de un paciente y reemplazadas por nuevas células madre derivadas de "uno mismo" (autólogo) o de un donante compatible con el MHC. Tras una transferencia exitosa de células madre, emergerán nuevas células hematopoyéticas sanas. Después del procedimiento, la inmunidad a varias enfermedades prevenibles por vacunación se pierde o se ve gravemente afectada, poniendo al paciente en riesgo.

Tras el trasplante, los pacientes son vacunados contra varias enfermedades infecciosas según un calendario de vacunación establecido. Esto brinda una oportunidad para estudiar la recombinación VDJ en una situación donde el sistema inmunitario se "reinicia": comparar y contrastar la situación antes del procedimiento, así como las diferencias entre el trasplante autólogo y alogénico.

Se implementa un calendario de vacunación estandarizado basado en las recomendaciones de la Conferencia Europea sobre Infecciones en Leucemia (ECIL) para pacientes con HSCT. Se recomiendan vacunas contra infecciones neumocócicas, haemophilus influenzae capsulado, tétanos, difteria, polio, tos ferina, covid19 e influenza para todos. Se pueden considerar más vacunas según las preferencias del paciente.

Las células B son cruciales para las respuestas inmunitarias humorales, ya que responden específicamente a un antígeno y luego se diferencian en células plasmáticas productoras de anticuerpos y en células B de memoria. La importancia de esto para la protección contra una infección primaria se ilustra fácilmente por la susceptibilidad a enfermedades infecciosas graves si el sistema inmunitario humoral es defectuoso o después del tratamiento con fármacos que agotan las células B, como los anticuerpos anti-CD20. Además, la generación de memoria inmunológica nos protege contra la reinfección con el mismo patógeno. De importancia crítica para esta respuesta es la especificidad antigénica del receptor de células B (BCR) de los clones de células B vírgenes.

El BCR comprende una cadena pesada y una ligera de inmunoglobulina con una especificidad distinta. La especificidad se crea mediante la recombinación VDJ, donde uno de los numerosos segmentos V, D y J se combinan en una región VDJ de la cadena pesada, y uno de los numerosos segmentos V y J se combinan en una cadena ligera. La combinación de estos asegura que cada uno de los clones emergentes de células B vírgenes tenga una capacidad distinta y única para reconocer un epítopo. La diversidad que se genera asegura que el sistema inmunitario pueda responder clonalmente a casi cualquier patógeno extraño que encuentre. Mediante la secuenciación del BCR de las células B, es posible determinar exactamente qué segmentos V, D o J se han recombinado aleatoriamente para reconocer un antígeno específico. Las células T experimentan un proceso similar de recombinación VDJ después de la maduración en el timo.

Después del trasplante de células madre, el segmento VJ del receptor de células T de la cadena beta se desarrolla con una simetría relativa pero una complejidad reducida, en comparación con el donante. Esto puede explicar por qué las células B pueden mostrar una hipermutación somática dependiente de células T reducida después del trasplante. Sin embargo, no se comprende bien si surgirá un conjunto similar de clones de células B después del trasplante de células madre autólogo o de un donante alogénico. Dado que los pacientes de trasplante de células madre se someten a vacunación, esto nos permitirá estudiar de cerca el proceso de recombinación VDJ específica de antígeno antes y después del "reinicio" del sistema inmunitario, y vincularlo a las respuestas antigénicas específicas después de la vacunación. Nuestra hipótesis es que esto revelará más información sobre cómo/si la naturaleza del trasplante afectará la recombinación VDJ posterior y conducirá a una capacidad o patrón alterado de reconocimiento inmunitario.

Además, se ha demostrado que las respuestas inmunitarias humorales deterioradas durante el envejecimiento pueden depender de factores extrínsecos más que intrínsecos que afectan la expresión de Bcl6 y CD39 en el compartimento de células T. La disponibilidad potencial de muestras de donantes alogénicos con variación de edad permitirá una posible verificación de estos resultados en humanos.

Descripción del proyecto

Estructura del estudio

Este es un estudio de cohorte observacional que sigue a pacientes después del trasplante de células madre, examinando el desarrollo de células B después del calendario de vacunación estandarizado y establecido que se administra como parte de la práctica clínica. En la versión actual de este calendario en Västerbotten, se incluyen vacunas contra neumococos, haemophilus influenzae, COVID-19, tétanos, difteria, polio y tos ferina. La vacunación contra sarampión, paperas y rubéola puede administrarse después de una prueba de inmunidad negativa a los 24 meses del trasplante.

Muestreo

i. Muestreo antes de iniciar la medicación inmunosupresora

ii. Muestreo al ingresar para el trasplante de células madre

iii. Muestreo antes de cada punto de tiempo de vacunación hasta los 24 meses desde el trasplante.

iv. En trasplante alogénico, muestreo del donante relacionado si está disponible (muestreo una vez).

Análisis de muestras de sangre

Caracterización de células B y secuenciación VDJ

Identificación antigénica específica de células B; Utilizaremos metodología establecida para detectar células B específicas de antígeno. En resumen, se utilizarán proteínas de SARS-CoV-2 o proteína hemaglutinina de influenza tipo A marcadas con biotina y fluorocromo para determinar células B específicas de vacuna CD19+ CD20+ mediante citometría de flujo. Nos centraremos en las células que han sufrido respuestas de células B dependientes del timo (CD27+IgD-) y fenotiparemos estas para marcadores de activación como DAF y CD71.

Para examinar el repertorio VDJ antes y después del trasplante, nos basaremos principalmente en secuenciación masiva, pero podemos someter muestras a secuenciación de células individuales para revelar si el emparejamiento de cadenas pesadas y ligeras se ve afectado por el trasplante. También pretendemos diseccionar patrones transcripcionales en células B para revelar patrones o moléculas específicas que predigan activamente el establecimiento eficiente de células B de memoria o plasmablastos después del trasplante de células madre. Para patrones transcripcionales, realizaremos expresión génica de células individuales 10x Chromium para proporcionar el transcriptoma de células individuales de hasta 10,000 células B de memoria específicas de vacuna. Mediante análisis combinado de datos fenotípicos y transcriptómicos, podremos identificar biomarcadores o patrones de expresión génica que predigan un establecimiento robusto de memoria inmunológica "potenciable" después del trasplante de células madre.