Regulatorische T-Zellen (Tregs) sind für die Aufrechterhaltung der feto-maternalen Immuntoleranz in der Schwangerschaft von zentraler Bedeutung. Diese immunsuppressiv wirkenden Zellen beeinflussen auch maßgeblich die Akzeptanz eines transplantierten Organs. Wir konnten dabei große Ähnlichkeiten bzgl. der Veränderung spezifischer Treg Subpopulationen und deren funktioneller Aktivität bei Schwangeren und bei Nierentransplantierten feststellen (Kisielewicz A, Schaier M, Clin Immunology, 2010). Ferner konnten wir zeigen, dass die suppressive Aktivität des Gesamt-Treg-Zellpools maßgeblich von dessen Anteil an DRlow+- und DRhigh+-Tregs und somit von dessen HLA-DR Mean Fluorescence Intensity (MFI) der DR+-Treg-Population abhängig ist (Schaier M, PLoS ONE, 2012). Dieser HLA-DR MFI der DR+-Tregs ist bei Patienten mit akuter Transplantatabstoßung signifikant vermindert und kann als nichtinvasiver Marker zum Screening von frühen akuten Transplantationsabstoßungen eingesetzt werden (Schaier M, Transplant Intern, 2012). Bei Patienten mit akuter Abstoßung führt eine Steroidbolustherapie zu einer Erhöhung der stark suppressiven DRhigh+-Tregs. (Seissler N, Transplant Immunol, 2012).
Als Probanden dienen sowohl Patientinnen mit normalem und gestörtem Schwangerschaftsverlauf, Patienten mit Autoimmunerkrankungen als auch nierentransplantierte Patienten mit komplikationslosem Verlauf und akuter Transplantatabstoßung. Diese Untersuchungen könnten verschiedene bekannte, oder auch neue Treg-Subpopulationen identifizieren, die für das Immunmonitoring während einer Risikoschwangerschaft, oder nach einer Organtransplantation von Bedeutung sind. Möglicherweise kann ein derartiges Immunmonitoring eine individualisierte immunsuppressive Therapie ermöglichen.
Leitung:
Dr. med. M. Schaier
E-Mail: matthias_schaier@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Beteiligte Personen:
Sabine Bönisch-Schmidt, MTA
Larissa Schönhoff, MTA
Helmut Simon, MTA
Cand. med. Claudius Gottschalk
Cand. med. Angèle Leick
Cand. med. Janice Maib
Kooperationspartner:
Prof. Dr. Andrea Steinborn, Abteilung Gynäkologie, Universität Heidelberg
Gefördert durch Dietmar Hopp Stiftung
Stand der Technik im Bereich Transplantation ist die belastende Vierfach-Immunsuppression, bei der es in mehr als der Hälfte der Fälle zu Abstoßungen kommt und die oft mit erheblichen Nebenwirkungen, v.a. Infekten, Malignomen und kardiovaskulären Komplikationen vergesellschaftet ist. Bisherige Versuche der individualisierten Immunsuppression oder Toleranzerzeugung sind entweder nebenwirkungsreich, zeitaufwändig oder unwirksam. Durch das TolerogenixX-Verfahren wird eine zielgerichtete individuelle Veränderung des körpereigenen Immunsystems erzielt, dadurch ist in Zukunft eine künstliche medikamentöse Unterdrückung des Immunsystems nicht mehr notwendig. Das TolerogenixX-Verfahren kann als protektive Vakzine und zur Therapie von Autoimmunerkrankung eingesetzt werden. Zielgruppe sind Patienten mit Organtransplantation und Autoimmunerkrankungen.
Der innovative Ansatz des TolerogenixX-Verfahrens ist die schnelle und einfache Umsetzung einer individualisierten Immunsuppression in die klinische Routine bei Vermeidung der Nebenwirkungen der generellen Immunsuppression. Die Anwendung des Prinzips der individualisierten Immunsuppression ist zunächst zur Abstoßungsprophylaxe nach Nierentransplantation und später zur Behandlung von verschiedenen Autoimmunerkrankungen (z.B. systemischer Lupus – SLE) geplant. Für die Transplantation werden Spender-Blutzellen mit Mitomycin C (MICs) behandelt und dann dem Empfänger verabreicht. Bei Autoimmunerkrankungen werden Patienten-Blutzellen mit Mitomycin C und einem spezifischen Autoantigen behandelt und wieder dem Patienten zugeführt. In beiden Fällen besteht die Alleinstellung in der Modifikation von immunkompetenten Zellen weg von einer aktivierenden Reaktion des Antigens hin zu einer supprimierenden Wirkung.
Leitung:
PD Dr. med. C. Morath
E-Mail: christian_morath@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Beteiligte Personen:
Dr. med. Matthias Schaier
Prof. Dr. med. Martin Zeier
Prof. D. M. Schmitt, GMP Core Facility
PD Dr. A. Schmitt, GMP Core Facility
Dr. C. Kleist, Transplantationsimmunologie
Prof. Dr. P. Terness, Transplantationsimmunologie
Prof. Dr. G. Opelz, Transplantationsimmunologie
Die beste Therapie für Patienten mit chronischem Nierenversagen ist die Transplantation einer Spenderniere. Doch selbst wenn Blutgruppen- und Gewebemerkmale übereinstimmen, ist das Immunsystem des Organempfängers in der Lage, die Spenderniere als fremd zu erkennen und gegen sie eine Immunantwort auszubilden. Transplantierte Patienten müssen daher ihr Leben lang immunsuppressive Medikamente einnehmen. Dennoch wird das Spenderorgan bei mehr als zehn Prozent der Patienten innerhalb der ersten drei Jahre abgestoßen. Eine entscheidende Rolle bei der Abstoßungsreaktion spielen Antikörper, die speziell gegen bestimmte Oberflächenmerkmale (sog. humane Leukozytenantigene – HLA) des Spenderorgans gerichtet sind. Einige Patienten weisen bereits vor der Transplantation Antikörper gegen HLA-Merkmale des zukünftigen Spenders auf, die Abwehrreaktion des Körpers fällt dann besonders stark aus. Diese Patienten profitieren von einem in Heidelberg entwickelten Therapiekonzept zur Desensibilisierung des Immunsystems. Zentraler Bestandteil dieser Desensibilisierung ist die Immunadsorption zur Entfernung von schädlichen HLA-Antikörpern aus dem Blut des Patienten. Durch die anschließende Gabe von Rituximab, einem Medikament welches gegen Antikörper-produzierende Abwehrzellen – den sog. B-Lymphozyten – gerichtet ist, wird die Bildung neuer Antikörper verhindert.
Im Rahmen eines von der Dietmar Hopp Stiftung geförderten Projekts wird dieses Verfahren aktuell weiterentwickelt. Bislang konnten in Heidelberg mehr als 60 Patienten mit sehr hohem Abstoßungsrisiko auf diese Weise zur Lebendspende vorbehandelt werden. Nach einem Jahr funktionieren noch rund 95 Prozent der Transplantate. Inzwischen entsprechen die Ergebnisse denen von Patienten ohne Vorliegen von Antikörpern und somit ohne erhöhtes Risiko. Das neue Therapiekonzept findet inzwischen auch dann Anwendung, wenn zwischen Spender und Empfänger eine Blutgruppenunverträglichkeit vorliegt, sowie bei der Transplantation anderer Organe. Aktuell laufen Vorbereitungen zur Überprüfung dieser Therapieverfahren im Rahmen von multizentrischen Studien.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Suche nach Markern, die bereits im Vorfeld eine Abstoßungsreaktion gegen das Spenderorgan voraussagen können. Im Rahmen von Studien zeigte sich, dass es unter den zahlreichen Arten von Antikörpern, die in jedem Menschen vorkommen, bestimmte Varianten gibt, die schwer zu unterdrückende Abstoßungsreaktionen fördern. Aktuell laufen hierzu Untersuchungen im Blut, sowie im Gewebe aus Biopsien von transplantierten Organen.
Leitung:
PD Dr. med. C. Morath
E-Mail: christian_morath@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Beteiligte Personen:
Dr. med. Luis Eduardo Becker
Dr. med. Katrin Klein
Dr. med. Sebastian Schäfer
Dr. med. Jörg Beimler
Prof. Dr. med. Vedat Schwenger
Prof. Dr. med. Martin Zeier
Iris Arnold, MTA
Anke Wollschläger, BTA
Partner: Kooperation mit der Abteilung Transplantationsimmunologie am UKL-Heidelberg, der Abteilung Transplantationschirurgie am UKL-Heidelberg und dem Pathologischen Institut der Universität Heidelberg
Prof. Dr. med. Caner Süsal, Transplantationsimmunologie
Prof. Dr. med. Gerhard Opelz, Transplantationsimmunologie
Prof. Dr. med. Peter Schemmer, Transplantationschirurgie
Prof. Dr. med. Rüdiger Waldherr, Pathologie
Dr. med. Stefan Macher-Göppinger, Pathologie
Lymphozyten und ihre Subtypen spielen sowohl bei der Pathogenese von Organabstoßungen als auch bei Autoimmunerkrankungen eine wichtige Rolle. Durch gezielten Einsatz von pharmakologischen Substanzen kann die Migration, Proliferation, Apoptose und Funktion der Lymphozyten beeinflusst werden. Ferner kann die Effektivität etablierter Substanzen wie der Mycophenolsäure durch ein individualisiertes Therapiemonitoring mittels pharmakodynamischer Messung der IMPDH Aktivität gesteigert werden. Bestimmte Subtypen von regulatorische T-Lymphozyten erlauben Patienten zu identifizieren die ein erhöhtes Risiko für eine Organabstoßung oder eine Autoimmunerkrankung aufweisen, dadurch ist ein gezielterer Einsatz von Immunsuppressiva möglich.
A) Pharmakodynamisch: gezieltere Therapie durch IMPDH Monitoring
Neben dem pharmakokinetischen Monitoring der MPA Konzentration konnte auch ein pharmakodynamisches Monitoring der IMPADH Aktivität für Patienten nach Nierentransplantation und Autoimmunpatienten mit Mycophenolsäuretherapie etabliert werden (Schaier M, Rheumatology, 2010; Sommerer C, Br J Clin Pharmacol, 2010). Ferner konnten wir zeigen, dass Protonenpumpeninhibitoren signifikant mit der Resorption des Mycophenolsäurederivates MMF interagieren (Schaier M, Rheumatology, 2010).
B) Identifizierung spezifischer Treg Subpopulationen für individualisierte Immunsuppression
Regulatorische T-Zellen (Tregs) sind für die Aufrechterhaltung der feto-maternalen Immuntoleranz in der Schwangerschaft von zentraler Bedeutung. Diese immunsuppressiv wirkenden Zellen beeinflussen auch maßgeblich die Akzeptanz eines transplantierten Organs. Wir konnten dabei große Ähnlichkeiten bzgl. der Veränderung spezifischer Treg Subpopulationen und deren funktioneller Aktivität bei Schwangeren und bei Nierentransplantierten feststellen (Kisielewicz A, Schaier M, Clin Immunology, 2010). Ferner konnten wir zeigen, dass die suppressive Aktivität des Gesamt-Treg-Zellpools maßgeblich von dessen Anteil an DRlow+- und DRhigh+-Tregs und somit von dessen HLA-DR Mean Fluorescence Intensity (MFI) der DR+-Treg-Population abhängig ist (Schaier M, PLoS ONE, 2012). Dieser HLA-DR MFI der DR+-Tregs ist bei Patienten mit akuter Transplantatabstoßung signifikant vermindert und kann als nichtinvasiver Marker zum Screening von frühen akuten Transplantationsabstoßungen eingesetzt werden (Schaier M, Transplant Intern, 2012). Bei Patienten mit akuter Abstoßung führt eine Steroidbolustherapie zu einer Erhöhung der stark suppressiven DRhigh+-Tregs. (Seissler N, Transplant Immunol, 2012).
Als Probanden dienen sowohl Patientinnen mit normalem und gestörtem Schwangerschaftsverlauf, Patienten mit Autoimmunerkrankungen als auch nierentransplantierte Patienten mit komplikationslosem Verlauf und akuter Transplantatabstoßung. Diese Untersuchungen könnten verschiedene bekannte, oder auch neue Treg-Subpopulationen identifizieren, die für das Immunmonitoring während einer Risikoschwangerschaft, oder nach einer Organtransplantation von Bedeutung sind. Möglicherweise kann ein derartiges Immunmonitoring eine individualisierte immunsuppressive Therapie ermöglichen.
Leitung:
Dr. med. Matthias Schaier
E-Mail: matthias_schaier@med.uni-heidelberg.de
Mitarbeiter:
Sabine Bönisch-Schmidt
Cand. med. Christine Altenmüller
Cand. med. Angèle Leick
Cand. med. Janice Maib
Kooperationspartner:
Prof. Dr. Andrea Steinborn, Abtl. Gynäkologie, Universität Heidelberg
Prof. Dr. Claudia Sommerer, Nierenzentrum Heidelberg
Eine langfristige Immunsuppression ist für nahezu alle nierentransplantierten Patienten notwendig. Patienten reagieren jedoch unterschiedlich auf die einzelnen Immunsuppressiva. Daher muss für jeden Patienten die optimale Dosis gefunden werden, um eine zu hohe Immunsuppression mit Nebenwirkungen (Toxizität, Infektionen, Tumoren) und zu geringe Immunsuppression mit der Gefahr von Abstossungsepisoden zu vermeiden.
Im Allgemeinen wird die immunsuppressive Therapie anhand pharmakokinetischer Parameter (z.B. Talspiegel) überwacht. Diese geben indirekt Hinweise über die pharmakologische Aktivität einer Substanz. Eine Überwachung und Anpassung der Therapie anhand der direkten biologischen Wirkung (Pharmakodynamik, Immun-Monitoring) ist eine Möglichkeit die immunsuppressive Therapie zu optimieren.
In translationalen Forschungsprojekten werden Methoden des pharmakodynamischen und immunologischen Monitorings in den klinischen Alltag übertragen. In mehreren klinischen Studien evaluieren wir die Wertigkeit des Monitorings hinsichtlich Optimierung der individuellen Immunsuppression (z.B. Studien zu Virusinfektionen, nicht-melanomatöse Hauttumore, Parodontalerkrankungen, kardiovaskuläres Risiko).
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
E-Mail claudia.sommerer@med.uni-heidelberg.de
Tel. +49 6221 9112 0
Beteiligte Personen:
Prof. Dr. med. Martin Zeier
Dr. med. Matthias Schaier
Dipl. Biologin Sabine Bönisch-Schmidt
Partner:
PD Dr. Thomas Giese, Immunologie, Universitätsklinikum Heidelberg
Prof. Stefan Meuer, Immunologie, Universitätsklinikum Heidelberg
Prof. Dr. med. Burkhard Tönshoff, Pädriatische Nephrologie, Universitätsklinikum Heidelberg
Prof. Dr. med. Klemens Budde, Nephrologie, Charité Berlin
Die Nierentransplantation stellt für den potentiellen Organempfänger die beste Behandlungsoption hinsichtlich Morbidität und Mortalität dar. Bundesweit werden durchschnittlich etwa 28% der Nierentransplantation durch Lebendspende ermöglicht. Das Transplantationszentrum Heidelberg ist deutschlandweit mit mehr als 40% Lebendspenden eines der führenden Zentren. Anhand der aktuell vorliegenden Untersuchungen erscheint das kurz- und mittelfristige Risiko nach Nierenspende akzeptabel. Zur Lebensqualität nach Spende und den psychosozialen Folgen bei Spender und Empfänger im Langzeitverlauf sind bisher nur wenige Informationen publiziert. Im Rahmen der aktuellen klinischen Projekte werden relevante Fragen zum klinischen Verlauf untersucht. Einflussfaktoren auf die Funktion der verbliebenen Einzelniere sowie der Funktion der gespendeten Niere und Determinanten der Morbidität im Kurz- und Langzeitverlauf werden evaluiert. Die psychosoziale Situation und die Lebensqualität einschliesslich Fatique-Syndrom werden anhand von standardisierten Testverfahren erfasst.
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
Partner:
Prof. Dr. med. Hans-Christoph Friedrich, Universitätsklinikum Heidelberg
Dipl.-Psych. Mechthild Hartmann, Universitätsklinikum Heidelberg
Prof. Dr. med. Friedrich Thaiss, Nephrologie, Universitätsklinikum Eppendorf, Hamburg
Natascha Sánchez Hövel, Anthropologie, Universität Madrid
Individualisierte Immunsuppression: Optimierung einer Calcineurin-Inhibitor-haltigen Immunsuppression mit Hilfe der NFAT-regulierten GenexpressionBisher wird die tägliche Ciclosporin A (CsA) oder Tacrolimus (Tac) Dosis anhand von CsA bzw. Tac Serumspiegeln als Talspiegel oder 2h Spiegel eingestellt. Ein pharmakodynamisches Monitoring mit Bestimmung der Inhibition relevanter Zytokine wie Interleukin 2, Interferon und GM-CSF stellt eine Möglichkeit zur Optimierung der individualisierten Immunsuppression dar.
In einem Kollektiv an langzeittransplantierten Patienten ergaben sich Hinweise auf eine Überlegenheit einer pharmakodynamisch kontrollierten CsA Dosierung gegenüber der Einstellung nach CsA-Serumspiegeln hinsichtlich Malignomrisiko und rezidivierende Infekte. Eine stufenweise Reduktion der Ciclosporindosis bei langzeittransplantierten Patienten unter Kontrolle der NFAT-regulierten Genexpression erscheint bis zu einem bestimmten cut-off sicher und reduziert CsA induzierte Nebenwirkungen.In mehreren Projekten wird diese Form des pharmakodynamischen Monitorings derzeit evaluiert.
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
E-Mail: claudia.sommerer@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Mitarbeiter:
Cand. med. Theresa Klein
Prof. Dr. Martin Zeier
Partner:
PD Dr. Thomas Giese, Immunologie Heidelberg
Prof. Dr. Meuer, Immunologie Heidelberg
Gingivawucherung unter CsA-Therapie entwickeln 30-40% der Patienten. Obwohl die Wirkung von CsA auf Lymphozyten weitestgehend bekannt ist, ist die CsA-bedingte Pathogenese der Gingivawucherung noch unklar. Da nicht alle Patienten, die mit Cyclosporin behandelt werden, Gingivawucherungen entwickeln, geht man heute davon aus, dass die Pathogenese der Gingivawucherung multifaktoriell ist. In dieses multifaktorielle Modell fließen folgende Faktoren ein:
Neben diesen Faktoren gilt es heute als gesichert, dass ein Zusammenhang zwischen der Prävalenz und der Schwere einer medikamentös-induzierten Gingivawucherung und einer Plaque-induzierten gingivalen Entzündung (Gingivitis) besteht.
In einem Gemeinschaftsprojekt mit der Zahnklinik erfolgt derzeit ein Screening der transplantierten Patienten auf Gingivahyperplasie. Gleichzeitig werden klinische Einflussfaktoren und die residuale NFAT-regulierte Genexpression als Hinweis auf die individuelle Wirksamkeit von Ciclosporin A erhoben.
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
E-Mail: claudia.sommerer@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Mitarbeiter:
Cand. med. Eva-Maria Märkle
Prof. Dr. med. Martin Zeier
Partner:
Dr. med. dent. B. Dannewitz, Poliklinik für Zahnerhaltungskunde, Sektion experimentelle Zahnerhaltungskunde
Die Inzidenz nicht-melanomatöser Hauttumore steigt in den letzten Jahren signifikant. Interessant ist die Umkehr des Verhältnisses von spinozellulärem Karzinom zu Basaliom zu Gunsten der spinozellulären Karzinome mit einer Rate von 3:1. Weitere Kennzeichen sind eine frühzeitige Entwicklung von Hauttumoren nach Transplantation, die Entstehung von kutanen Tumoren bei jungen transplantierten Patienten, aggressive Tumorverläufe mit frühzeitiger Metastasierung und eine grosse Anzahl von Tumoren pro Individuum. Neben Hauttyp, Alter und UV-Exposition spielt insbesondere die immunsuppressive Therapie eine spezielle Rolle. In einem aktuellen klinischen Forschungsprojekt werden die Zusammenhänge zwischen immunsuppressiver Therapie und Risiko einen Hauttumor zu entwickeln untersucht.
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
E-Mail: claudia.sommerer@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Mitarbeiter:
Cand. med. Thao Tran
Dr. rer. nat. Walter Muranyi
Partner:
Prof. Dr. Hartschuh und Prof. Dr. Enk, Hautklinik, Universität Heidelberg
Der Einsatz von Calcineurininhibitoren als Immunsuppressivum führte zu einer signifikanten Reduktion akuter Abstossungsreaktionen insbesondere im ersten Jahr nach erfolgter Transplantation. Im Langzeitverlauf kann jedoch dieser positive Effekt durch toxische Wirkungen auf das Transplantat verloren gehen. Vaskuläre Veränderungen (hyaline Vaskulopathie) und fibrotischen Umbau (striped fibrosis) führen zu einer Verschlechterung der Transplantatfunktion bis zum Transplantatversagen. Es stehen verschiedene Therapieoptionen zur Verfügung wie Reduktion der Calcineurininhibitordosis oder Ersatz durch andere Immunsuppressiva (Proliferationshemmer, mTOR-Inhibitoren).
Ziel der Arbeit ist es, nach bioptisch nachgewiesener Calcineurininhibitor-Toxizität die Funktion des Transplantates einschliesslich kardiovaskulärer Parameter in Abhängigkeit vom gewählten therapeutischen Procedere zu untersuchen. Zusätzlich werden mögliche Nebenwirkungen unter Therapie mit Proliferationshemmer oder mTOR-Inhibitoren erhoben.
Leitung:
Prof. Dr. med. Claudia Sommerer
E-Mail: claudia.sommerer@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Mitarbeiter:
Cand. med. dent. Laura Baumgarten
Durch die Einführung der Calcineurin-Inhibitoren (CNI) Mitte der 80er Jahre konnte das 1-Jahres Nierentransplantat- und Patientenüberleben deutlich gesteigert werden, v.a. durch eine deutliche Reduktion der akuten Abstoßungs-Episoden. Jenseits des ersten Jahres jedoch verlaufen die Transplantatüberlebenskurven von Patienten mit und ohne CNI parallel, was darauf hinweist, dass der positive Effekt der CNI verloren geht. Dies beruht insbesondere darauf, dass CNI selbst toxisch sind und zu fibrotischen Veränderungen an der Transplantatniere führen. Im Langzeitverlauf bedeutet dies eine zunehmende Verschlechterung der Nierenfunktion. Dies kann zum Teil aufgehalten werden, in dem man den CNI reduziert und die begleitende Immunsuppression erhöht. Ein neuer Ansatz ist durch die Einführung der mTOR-Inhibitoren (Sirolimus, Rapamune®, Everolimus, Certican®) möglich. Diese Substanzklasse erlaubt es, CNI komplett abzusetzen, ohne dass vermehrt Abstoßungsepisoden zu beobachten sind. Dies kann zum einen bei Nebenwirkungen der CNI-Therapie geschehen, andererseits auch bei Patienten mit Tumoren nach Transplantation, da mTOR-Inhibitoren möglicherweise auch Anti-Tumor-Effekte aufweisen. Allerdings besitzen mTOR-Inhibitoren auch ein breites Nebenwirkungsspektrum, was bei deren Einsatz zu beachten ist.
Ziel der Arbeit ist es, die Nierenfunktion nach erfolgreicher Umstellung von einem CNI auf einen mTOR-Inhibitor zu untersuchen. Gleichzeitig sollen die Nebenwirkungen unter Therapie mit mTOR-Inhibitoren dokumentiert werden.
Leitung:
E-Mail: christian_morath@med.uni-heidelberg.de
Tel.: +49 6221 9112 0
Mitarbeiter:
Cand. med. Annette Klein
Prof. Dr. med. Martin Zeier
Partner: Kooperation mit der Abteilung Nephrologie, Klinikum Köln-Merheim
Ulrich Lange
Dr. med. Wolfgang Arns