VDJ-recombinatie van de B-celreceptor na hematopoëtische stamceltransplantatie (VReST)

Doel en doelstellingen

Het humorale immuunsysteem is cruciaal voor het opzetten van beschermende reacties tegen ernstige microbiële infecties. Dit is een zeer specifieke reactie, waarbij naïeve B-celklonen die epitopen op een ziekteverwekker herkennen, worden geactiveerd, klonaal uitbreiden en differentiëren tot geheugen-B-cellen en antilichaamproducerende plasmacellen.

De specificiteit van de reactie is afhankelijk van VDJ-recombinatie die naïeve B-celklonen creëert, elk met een afzonderlijke B-celreceptor die unieke variabele (V), diversiteit (D) en joinende segmenten draagt. Hoewel het proces van VDJ-recombinatie goed is onderzocht, is het niet goed vastgesteld hoe/of VDJ-recombinatie wordt beïnvloed in B-cellen na autologe of allogene stamceltransplantatie. Dergelijke kennis kan strategieën verbeteren om kwetsbare patiëntengroepen die stamceltransplantatie nodig hebben om een aantal hematologische aandoeningen te verlichten, opnieuw te vaccineren. Hier zullen we monsters gebruiken van individuen vóór en na hematologische stamceltransplantatie om de impact op VDJ-recombinatie en klonale reacties op vaccinantigenen beter te definiëren.

Achtergrond

Stamceltransplantatie is een procedure waarbij de meeste/alle hematopoëtische cellen van een patiënt worden uitgeroeid en vervangen door nieuwe stamcellen die afkomstig zijn van "zelf" (autoloog) of van een MHC-gematchte donor. Na een succesvolle stamceloverdracht zullen nieuwe en gezonde hematopoëtische cellen ontstaan. Na de procedure is de immuniteit tegen verschillende vaccinvoorkombare ziekten verloren of ernstig aangetast, waardoor de patiënt risico loopt.

Na transplantatie worden patiënten volgens een vastgesteld vaccinatieschema gevaccineerd tegen verschillende infectieziekten. Dit biedt een kans om VDJ-recombinatie te bestuderen in een situatie waarin het immuunsysteem wordt "gereset" - vergelijk en contrasteer de situatie met vóór de procedure evenals verschillen tussen autologe en allogene transplantatie.

Een gestandaardiseerd vaccinatieschema op basis van aanbevelingen van de European Conference on Infections in Leukemia (ECIL) wordt geïmplementeerd voor HSCT-patiënten. Vaccinaties tegen pneumokokkeninfecties, gekapselde haemophilus influenzae, tetanus, difterie, polio, kinkhoest, covid19 en influenza worden aan iedereen aanbevolen. Verdere vaccinatie kan worden overwogen volgens de voorkeuren van de patiënt.

B-cellen zijn cruciaal voor humorale immuunreacties, omdat ze specifiek reageren op een antigeen en vervolgens differentiëren tot antilichaamproducerende plasmacellen en tot geheugen-B-cellen. Het belang hiervan voor bescherming tegen een primaire infectie wordt duidelijk geïllustreerd door de vatbaarheid voor ernstige infectieziekten als het humorale immuunsysteem defect is of na behandeling met B-celdepletiemedicijnen, zoals anti-CD20-antilichamen. Bovendien beschermt de generatie van immunologisch geheugen ons tegen herinfectie met dezelfde ziekteverwekker. Van cruciaal belang voor deze reactie is de antigeenspecificiteit van de B-celreceptor (BCR) van naïeve B-celklonen.

De BCR bestaat uit een immunoglobuline zware en lichte keten met een afzonderlijke specificiteit. De specificiteit wordt gecreëerd door VDJ-recombinatie waarbij een van de talrijke V-, D- en J-segmenten worden gecombineerd tot een VDJ-regio van de zware keten, en een van de talrijke V- en J-segmenten worden gecombineerd tot een lichte keten. De combinatie hiervan zorgt ervoor dat opkomende naïeve B-celklonen elk een afzonderlijk en uniek vermogen hebben om een epitope te herkennen. De diversiteit die wordt gegenereerd, zorgt ervoor dat het immuunsysteem klonaal kan reageren op bijna elke vreemde ziekteverwekker die het tegenkomt. Door BCR-sequencing van B-cellen is het daarom mogelijk om precies te bepalen welke V-, D- of J-segmenten willekeurig zijn gerecombineerd om een specifiek antigeen te herkennen. T-cellen ondergaan een vergelijkbaar proces van VDJ-recombinatie na rijping in de thymus.

Na stamceltransplantatie ontwikkelt het VJ-segment van de bètaketen T-celreceptor zich met een relatieve symmetrie maar verminderde complexiteit, vergeleken met de donor. Dit kan verklaren waarom B-cellen verminderde T-celafhankelijke somatische hypermutatie na transplantatie kunnen vertonen. Het is echter niet goed begrepen of een vergelijkbare set B-celklonen zal ontstaan na autologe stamceltransplantatie of die van een allogene donor. Aangezien stamceltransplantatiepatiënten worden gevaccineerd, stelt dit ons in staat om het proces van antigeenspecifieke VDJ-recombinatie vóór en na "reset" van het immuunsysteem nauwkeurig te bestuderen, en dit te koppelen aan antigeenspecifieke reacties na vaccinatie. We veronderstellen dat dit verdere informatie zal onthullen over hoe/of de aard van de transplantatie downstream VDJ-recombinatie zal beïnvloeden en zal leiden tot een veranderd vermogen of patroon van immunologische herkenning.

Bovendien is aangetoond dat verminderde humorale immuunreacties tijdens veroudering afhankelijk kunnen zijn van extrinsieke in plaats van intrinsieke factoren die Bcl6- en CD39-expressie in het T-celcompartiment beïnvloeden. De potentiële beschikbaarheid van monsters van allogene donoren met leeftijdsvariatie zal mogelijke verificatie van deze resultaten bij mensen mogelijk maken.

Projectbeschrijving

Studiestructuur

Dit is een observationele cohortstudie die patiënten na stamceltransplantatie volgt en de B-celontwikkeling onderzoekt na het gestandaardiseerde en vastgestelde vaccinatieschema dat wordt gegeven als onderdeel van de klinische praktijk. In de huidige versie van dit schema in Västerbotten zijn vaccinaties tegen pneumokokken, haemophilus influenzae, COVID-19, tetanus, difterie, polio en kinkhoest inbegrepen. Vaccinatie tegen mazelen, bof en rubella kan worden gegeven na negatieve immuniteitstest 24 maanden na transplantatie.

Monstername

i. Monstername voordat immunosuppressieve medicatie wordt gestart

ii. Monstername bij opname voor stamceltransplantatie

iii. Monstername vóór elk vaccinatietijdstip tot 24 maanden na transplantatie.

iv. Bij allogene transplantatie monstername van verwante donor indien beschikbaar (eenmalige monstername).

Bloedmonsteranalyse

B-celkarakterisering en VDJ-sequencing

Antigeenspecifieke identificatie van B-cellen; We zullen gevestigde methodologie gebruiken om antigeenspecifieke B-cellen te detecteren. Kortom, biotine- en fluorochroom-gelabeld SARS-CoV-2-eiwit of influenza type A-hemagglutinine-eiwit zal worden gebruikt om vaccinspecifieke CD19+ CD20+ B-cellen te bepalen door middel van flowcytometrie. We zullen ons richten op cellen die thymusafhankelijke B-celreacties hebben ondergaan (CD27+IgD-) en deze fenotyperen voor activatiemarkers zoals DAF en CD71.

Voor onderzoek van het VDJ-repertoire vóór en na transplantatie, zullen we voornamelijk vertrouwen op bulksequencing, maar kunnen monsters onderwerpen aan single-cell sequencing om te onthullen of zware en lichte ketenparing wordt beïnvloed door de transplantatie. We streven er ook naar om transcriptionele patronen in B-cellen te ontleden om specifieke patronen of moleculen te onthullen die actief efficiënte vestiging van Bmem of plasmalasten na stamceltransplantatie voorspellen. Voor transcriptionele patronen zullen we 10x Chromium single-cell genexpressie uitvoeren om het single-cell transcriptoom te leveren van maximaal 10.000 vaccinspecifieke Bmem-cellen. Door combinatorische analyse van zowel fenotypische als transcriptomische gegevens, zullen we in staat zijn om biomarkers of genexpressiepatronen te identificeren die robuuste vestiging van "boostable" immunologisch geheugen na stamceltransplantatie voorspellen.