Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Transcriptie

1 Cover Page The handle holds various files of this Leiden University dissertation. Author: Faaij, Claudia Margaretha Johanna Maria Title: Cellular trafficking in haematological and immunological disorders Issue Date:

2 Nederlandse Samenvatting De migratie van cellen van het afweersysteem en hun kwaadaardige tegenhangers, leukemische cellen, van en naar de verschillende weefsels en organen wordt o.a. bepaald door de interactie van locaal geproduceerde chemokinen (kleine eiwitten) met receptoren die op deze cellen tot expressie komen en de chemokinen specifiek herkennen. Het merendeel van het in dit proefschrift beschreven onderzoek heeft zich gericht op de betrokkenheid van specifieke chemokine/chemokine receptor combinaties in het sturen van dit cellulaire verkeer. Acute leukemie bij kinderen gaat vaak gepaard met infiltratie van leukemische cellen, die ontstaan in het beenmerg, in weefsels buiten het beenmerg (extramedullair). Na behandeling kan dit leiden tot het locaal terugkomen van de leukemie (locaal recidief). In een eerdere studie (Annels et al. Blood 2004; 103(7):2806-8) hebben we onderzocht of chemokinen en hun receptoren een rol spelen bij het bepalen van de uiteindelijke locatie van het recidief. Hiervoor werd de chemokine receptor expressie op leukemische cellen in het perifere bloed en/of beenmerg van 11 patiënten met een acute T-cel leukemie (T-ALL) onderzocht ten tijde van diagnose. In één patiënt, die 18 maanden na diagnose een recidief in de darm kreeg, vertoonden de leukemische cellen in het bloed bij diagnose al een hoge expressie van de darm-specifieke chemokine receptor CCR9 en adhesiemolecuul CD103. De leukemische cellen bij het latere recidief in de darm brachten inderdaad CCR9 tot expressie, samen met CCL25, het chemokine dat door CCR9 wordt herkend. De andere 10 patiënten brachten dezelfde chemokine receptoren tot expressie als de normale T cellen van gezonde kinderen van dezelfde leeftijd. Geen van deze patiënten presenteerde zich later met een (locaal) recidief van de leukemie. Deze resultaten suggereren dat stelselmatig onderzoek van leukemische cellen bij diagnose van de leukemie voor afwijkende expressie van chemokine receptoren de mogelijke relaps locatie kan voorspellen. Om de rol van chemokinen en hun receptoren in extramedullaire acute myeloide leukemie (AML) te onderzoeken werden perifeer bloed, beenmerg en huid biopten van 15 kinderen met AML cellen in het beenmerg en de huid onderzocht. Dit is beschreven in Hoofdstuk 2. AML cellen uit het bloed van de patiënten met extramedullaire leukemie (EML) in de huid vertoonden, vergeleken met AML cellen uit het bloed van patiënten zonder leukemische cellen in de huid, een hogere expressie van de chemokine receptor CCR2. De leukemische cellen in de huid van deze patiënten brachten ook CCR2 tot expressie. Behalve CCR2, hadden deze cellen niet alleen de chemokine receptoren CCR5, CXCR4 en CXCR7 op hun celmembraan, maar expresseerden deze AML cellen ook de chemokinen CCL3 en CXCL12 die specifiek door deze receptoren worden herkend. Gebaseerd op deze bevindingen denken we dat AML cellen in de circulatie door CCR2 en een nog niet geïdentificeerd chemokine gedirigeerd worden naar de huid. Interacties tussen CCR5/CCL3 en CXCR4/ CXCL12 zorgen hierna voor het vasthouden van de leukemische cellen in de huid, waarna CXCR7/CXCL12 interacties zorgen voor de verlenging van de overlevingskansen van de leukemische cellen. Omenn syndroom (OS) is een erfelijke stoornis van de immunologische afweer (immuundeficiëntie) die wordt gekarakteriseerd door abnormale ontwikkeling van 127

3 B en T cellen. De T cellen hebben bovendien een beperkt repertoire van antigeenspecifieke receptoren. Deze patiënten vertonen een rode verkleuring van de huid (erytrodermie) veroorzaakt door een enorm infiltraat van auto-reactieve T cellen. Het voornaamste symptoom van OS is de uitzonderlijke aanwezigheid van T cellen in de huid, darmen en lever, zoals ook gezien wordt bij patiënten met acute Graftversus-Host ziekte (agvhd, zie volgende paragraaf). In Hoofdstuk 3 hebben we de migratie van T cellen onderzocht in een OS patiënt met ernstige huidproblemen. De huid-specifieke chemokine receptor CCR10 werd niet alleen in hoge mate tot expressie gebracht op CD4 + en CD8 + T cellen in de circulatie, maar beide T cel populaties waren ook duidelijk aantoonbaar in huidbiopten, kleine stukjes weefsel van de aangedane huid, van de patiënt. In deze biopten was bovendien erg veel CCL27 aanwezig, een van de twee chemokinen die door CCR10 herkend worden. Locale behandeling van de huid met het middel Tacrolimus resulteerde in een significante verbetering van de huidproblemen, gevolgd door een enorme afname van CCR10 + T cellen in de circulatie en een vermindering van CCL27 expressie en T cel infiltratie in de huid. Deze resultaten suggereren dat CCR10/CCL27 interactie een belangrijke rol speelt in de migratie van geactiveerde CD4 + en CD8 + T cellen naar de huid van OS patiënten. Hematopoëtische stamcel transplantatie (HSCT) is een vaak gebruikte behandeling voor hematologische en immunologische aandoeningen zoals besproken in de hoofdstukken 2-3. Een van de grootste nadelen van deze behandeling is het optreden van Graft-versus Host Disease (GvHD). Hierbij reageren T cellen afkomstig uit het stamcel transplantaat van de donor tegen de huid, darmen en lever van de ontvanger van het transplantaat, met als gevolg beschadiging van deze weefsels. Om te onderzoeken of CCR10/CCL27 interactie, zoals in hoofdstuk 3 gevonden is bij een patiënt met Omenn syndroom en huidproblemen, ook van belang is voor de migratie van donor T cellen naar de huid bij patiënten met GvHD, hebben we het perifere bloed en huidbiopten van 15 kinderen met acute GvHD vroeg na HSCT onderzocht (Hoofdstuk 4). CCR10 werd inderdaad hoog tot expressie gebracht op CD4 + T cellen in het bloed en dit leek te correleren met de duur van de huidproblemen. CD4 + CCR10 + T cellen waren duidelijk aanwezig in de huidbiopten maar niet in de darmbiopten van de patiënten die ook last hadden van GvHD in de darm. De aanwezigheid van CD4 + CCR10 + T cellen in de huid correleerde met een verhoogde expressie van het chemokine CCL27 in de epidermis van deze huidbiopten. Deze resultaten suggereren dat in GvHD voornamelijk de CD4 + T cellen naar de huid migreren door het optreden van CCR10/CCL27 interacties. GvHD wordt veroorzaakt door de activatie van donor T cellen die de verschillende humane leukocyten antigenen (HLA) en/of minor HLA (mhags) moleculen herkennen die wel door de ontvanger maar niet door de donor tot expressie gebracht worden. HLA en mhags moleculen worden door (een gedeelte van) de kernhoudende cellen tot expressie gebracht. In Hoofdstuk 5 werd de betrokkenheid van T cellen, die specifiek een bepaald mhag molecuul (namelijk HY dat door mannelijk cellen tot expressie kan worden gebracht) herkennen, bij het ontstaan van agvhd na HSCT tussen twee mensen van een verschillend geslacht onderzocht. Hiervoor hebben we een speciaal reagens op zijn bruikbaarheid getest. Door gebruik van dit reagens hebben we, voor de eerste keer, in door GvHD aangedane huidbiopten van manneli- 128

4 jke ontvangers van vrouwelijke hematopoëtische stamcellen de aanwezigheid van HY-specifieke T cellen zichtbaar kunnen maken. Hoewel maar een beperkt aantal van deze cellen gedetecteerd kon worden in de perifere bloed mononucleaire cellen (PBMC) van deze patiënten, bracht analyse van deze cellen de expressie van de chemokine receptor CX3CR1 aan het licht. Helaas was het technisch niet mogelijk om de HY kleuring van cellen in de huid the combineren met een aankleuring voor chemokine receptoren. Hierdoor blijft het mechanisme waarmee HY-specifieke T cellen naar de huid migreren nog onduidelijk. In Hoofdstuk 6 werd de rol van T cellen in chronische GvHD (cgvhd) onder zocht; chronische GvHD is een lange-termijn complicatie van HSCT en een bekende oorzaak van morbiditeit en mortaliteit na transplantatie. Bij 3 patiënten met een ontsteking van het bindweefsel (fasciitis) als voornaamste symptoom van cgvhd werden PBMC en weefsels geanalyseerd. De cellen die te vinden zijn in de fascia (het bindweefsel) bevatten relatief veel geactiveerde CD8 + T cellen en CD163 + cellen, mogelijk dermale (huid) macrofagen. Hoewel we de chemokine/chemokine receptor paren verantwoordelijk voor de migratie van CD8 + T cellen niet konden identificeren, konden we wel aantonen dat de chemokine receptor CCR5 aanwezig was op de plaatsen waar cellen de fascia waren binnengedrongen, maar dat deze expressie niet samenviel met de exacte locatie van de CD8 + T cellen. 129

5