TransSpot

- EliSpot Assay zum Monitoring von Transplantationspatienten -

Der EliSpot kann in der Transplantationsdiagnostik als ein kombiniertes Modulsystem für folgende Fragestellungen dienen:

• Beobachtung der zellulären Immunität eines Patienten vor und nach der Transplantation
• Monitoring von latenten EBV, CMV oder BK-Infektionen
• Ausschluss einer chronischen HCV-Infektion

Abb. 1: Beispiel eines EliSpots-Testansatzes

Um mögliche Komplikationen einer Transplantation wie z.B. eine Infektion oder Abstoßungsreaktion frühzeitig zu erkennen sind regelmäßige Laboruntersuchungen notwendig. Hier hat sich der EliSpot zur Überwachung des Immunstatus von Patienten vor und nach der Transplantation als sehr hilfreich erwiesen

Wie kann dies in einem Testsystem geleistet werden?

• o Monitoring der zellulären Immunität vor und nach der Transplantation

  Um akute Abstoßungsreaktionen früh zu erkennen und behandeln zu können, muss man die Immunreaktion des Empfängers gegen das Transplantat beobachten. Im EliSpot untersucht man hierzu die Aktivierung Interferon- g auschüttender T-Zellen des Empfängers, die mit inaktivierten peripheren Blutzellen des Spenders stimuliert wurden. Findet man eine Abwehrreaktion der Empfänger T-Zellen gegen die Oberflächenantigene der Spenderzellen, so deutet dies auf eine mögliche Abstoßungsreaktion hin.

  Studienergebnisse zeigen, dass bei Nierentransplantierten eine stark erhöhte Anzahl von aktivierten Empfänger T-Zellen (> 200 Interferon-Spots, Vgl. Doktorarbeit von Presber) mit einer akuten Abstoßungsreaktion assoziiert sind.

  Der EliSpot untersucht die zelluläre Immunität des Empfängers und ermöglicht auf diese Weise eine Aussage zu dem voraussichtlichen medizinischen Verlauf vor und nach einer Organ- oder Stammzelltransplantation.

• Monitoring von Infektionserkrankungen unter Immunsuppression

  Um Reaktivierungen oder Primärinfektionen mit CMV, EBV oder Polyomavirus BK frühzeitig zu erkennen, wird die Anzahl erregerspezifischer T-Zellen des Transplantatempfängers in regelmäßigen Abständen überprüft.

  Hierzu werden die T-Zellen mit spezifischen Antigenen für CMV, EBV oder Polyomavirus BK stimuliert. Anhand der Anzahl spezifischer T-Zellen erhält man Hinweise zur Immunitätslage des Empfängers und kann gegebenenfalls rechtzeitig therapieren. Ebenso verfährt man zum Nachweis einer latenten Hepatitis-C-Infektion.

Infektionen: Ursache von Mortalität bei funktionsfähigem Transplantat

Trotz einem funktionsfähigen Transplantat können nach der Übertragung schwerwiegende Komplikationen auftreten, die zum Tod des Patienten führen können. Unter immunsuppressiver Therapie gefährden neben möglichen kardiovaskulären Erkrankungen, auch die Entstehung von Tumoren und Infektionen den Gesundheitszustand des Patienten.

Da durch die Einnahme von Immunsuppressiva das Abwehrsystem des Patienten gehemmt wird, ist durch das Ausbleiben von Krankheitssymptomen wie Fieber und Schmerzen die frühzeitige Diagnose einer Infektion recht schwierig.

So stellen Primärinfektionen oder auch Reaktivierungen von z.B. Herpesviren wie EBV und CMV durch den hohen Durchseuchungsgrad in der Bevölkerung ein großes Problem dar. Studien haben gezeigt, dass bei 38% bis 96% der Patienten nach Transplantation eine aktive CMV-Infektion auftritt. Lebensbedrohliche Zustände können als Folge von Infektionen des Gastrointestinaltraktes und Pneumonien sowie Hepatitis auftreten. Daher ist es besonders wichtig, mögliche Infektionen frühzeitig zu erkennen und somit rechtzeitig behandeln zu können. Der EliSpot stellt ein System dar, mit dem dies möglich sein könnte.

Monitoring von CMV-spezifischen Zellen bei KMT-Patienten

Eine Studie von Ohnishi und Mitarbeiter (2005) im Bereich Kochenmark-transplantation hat gezeigt, dass der Interferon-γ EliSpot im Gegensatz zum HLA-Tetramer Assay ein wesentlich sensitiveres Testsystem zum Monitoring von CMV-spezifischen T-Zellen darstellt. Mit dem EliSpot wurden im Durchschnitt bereits 37 Tage nach der Stammzelltransplantation CMV-spezifische T-Zellen nachgewiesen, hingegen im Tetramer-Assay erst nach 55 Tagen.

Abb. 2: Frühere Detektion von CMV-spezifischen T-Zellen mit dem Interferon-γ EliSpot Assay als mit dem HLA-Tetramer Testsystem bei Patienten nach Stammzelltransplantationen. Dies zeigt, dass mit dem EliSpot eine genauere Aussage über die CMV-Immunitätslage bei KMT-Patienten getroffene werden kann.

Identifizierung von Risikopatienten einer möglichen Anstoßungsreaktion

Die Studie von Presber zeigt, dass Patienten mit einer frühen akuten Abstoßungsreaktion stets eine stark erhöhte Anzahl spenderreaktiver Zellen bereits vor der Transplantation zeigten. So erlitten alle 5 Patienten mit Werten über 200 Spots eine akute Rejektion. Bei 4 von diesen 5 Patienten war kein PAR messbar.

Abb. 3: Spenderreaktive T-Zellen vor Transplantation bei Patienten mit und ohne akuter Rejektion.

Vergleichbare Ergebnisse lieferten erste aktuelle Studienergebnisse von Bellisola und Mitarbeitern.
Die klinische Entwicklung war besser bei Nieren-transplantierten Patienten mit nur wenigen Spots bzw. Interferon-γ produzierenden T-Zellen vor und nach Transplantation als bei solchen mit vielen Spots. Die höchste Anzahl von Spots wurde bei einem Patienten beobachtet, der eine frühe akute Abstoßungsreaktion entwickelte. Zudem zeigte sich, dass ein signifikanter Anstieg der Spotanzahl stets der Entstehung von ersten Anzeichen einer Organabstoßung vorausgegangen ist. Ebenso konnte dann durch Gabe von Steroiden eine Abnahme von aktivierten Zellen beobachtet werden.

Zahlen und Fakten zur Transplantation

In Deutschland wurden seit der ersten Nierentransplantation 1963 über 79.000 Organe übertragen. Davon bilden den größten Teil Nierenverpflanzungen, gefolgt von Leber- und Herztransplantationen. So wurden im Jahre 2005 insgesamt 4513 Organtransplantationen durchgeführt. (Ohne Insel-Pankreas-Transplantationen) Laut Deutschem Register für Stammzellltransplantationen (DRST) ist die Zahl der allogenen Stammzelltransplantationen von 1198 im Jahr 1998 auf 2060 im Jahr 2005 anstiegen.

Um mögliche Komplikationen einer Transplantation wie z.B. eine Infektion oder Abstoßungsreaktion frühzeitig zu erkennen sind regelmäßige Laboruntersuchungen notwendig. Hier hat sich der EliSpot zur Überwachung des Immunstatus von Patienten vor und nach der Transplantation als sehr hilfreich erwiesen