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Entwicklung eines Verfahrens zum Nachweis von Transplantat-spezifischen Antikörpern unter Verwendung von langjährig asserviertem Spendermaterial


Mit zwei kürzlich veröffentlichten Publikationen haben die Wissenschaftler der „Stabsstelle HLA-Labor“ am Universitätsklinikum Halle, PD Dr. rer. nat. Gerald Schlaf und Dr. med. Wolfgang Altermann, ein in dieser Einrichtung neu entwickeltes Verfahren der Fachwelt als routinetauglich vorgestellt. Maßgeblich wurden die praktischen Arbeiten zu dieser diagnostischen Entwicklung von der Studentin des Medizinstudienganges, Frau Karolin Stöhr, im Zuge ihres Promotionsprojektes durchgeführt, welches sie auf dem Doktorandenkongress der Medizinischen Fakultät im November 2015 bereits vorstellen konnte. Die sich aus diesem Projekt ergebenden Pilotarbeiten mit der Darstellung einer erheblich erhöhten diagnostischen Sicherheit für den Nachweis hoch schädlicher Transplantat-spezifischer anti-HLA Antikörper im Zusammenhang von Abstoßungsepisoden transplantierter solider Organe wurde von den Wissenschaftlern in den Journalen „Case Reports in Transplantation“ und „Journal of Clinical & Cellular Immunology“ im Oktober und Dezember 2015 publiziert. 

Spender- bzw. Transplantat-spezifische anti-HLA Antikörper stellen die Hauptursache für die sogenannte humorale (d.h. Antikörper-vermittelte) Abstoßung transplantierter Organe dar. Der schnelle und vor allem valide Nachweis dieser hochgradig schädigenden Antikörper im Falle ihrer Entstehung ist somit extrem wichtig, um gegebenenfalls schnell therapeutische Maßnahmen zu ihrer Bekämpfung einzuleiten. Entwickelt und validiert wurde nun ein Verfahren, das es erlaubt, eine direkte Verträglichkeitsprobe unter Verwendung von selbst langjährig asserviertem Spendermaterial durchzuführen. Die vor einer Nierentransplantation obligatorisch über das Verfahren des Lymphozytotoxizitätstestes (LZT) durchzuführende Verträglichkeitsprobe ist nach einer Transplantation nicht mehr anwendbar, da dieses Verfahren einen funktionellen Test darstellt, dessen zuverlässiges Ergebnis in hohem Maße von der Verfügbarkeit vitaler Spenderlymphozyten abhängt. Diese stehen zum Nachweis Transplantat-spezifischer anti-HLA Antikörper, die vielfach erst Jahre nach einer Transplantation auftreten, naturgemäß nicht mehr zur Verfügung. 

Dem regulären Nachweis dieser Antikörper zu Grunde liegt deshalb das Verfahren der sogenannten virtuellen Verträglichkeitsprobe. Hierbei werden routinemäßig erhobene Antikörperspezifizierungsdaten der Empfänger (z.B. Identifizierung von anti-HLA B57 Antikörpern) mit den zum Zeitpunkt einer Transplantation vorliegenden HLA-Typisierungsdaten der Organspender (z.B. HLA-B57) auf Übereinstimmungen abgeglichen. Dieses Verfahren hat allerdings klare Grenzen. Zum einen werden seltene HLA-Merkmale in den gängigen Antikörperspezifizierungsverfahren nicht als Antigene berücksichtigt, so dass sich aus einer Transplantation ergebende Transplantat-spezifische Antikörper gegen diese Antigene grundsätzlich nicht virtuell nachweisbar sind. Zum anderen sind sogenannte Allel-spezifische Antikörper (z.B. anti-HLA-B25:14 Antikörper), die nur ein einzelnes Allel einer sogenannten Allelgruppe (HLA-B25) erkennen, virtuell gar nicht darstellbar, da für Kompatibilitätsuntersuchungen zur Transplantation solider Organe die Spender-typisierung nur auf der zweistellig auflösenden Ebene der Allelgruppe (z.B. HLA-B25) durchgeführt wird. Allel-spezifische Antikörper erscheinen deshalb virtuell stets als gegen eigene HLA-Merkmale gerichtete Autoantikörper. Unterstellt wird somit ein pathologisches Autoimmunphänomen, das sich de facto allerdings nur extrem selten findet. In nahezu allen Fällen verstecken sich hinter nachgewiesenen anti-HLA-Autoantikörpern Allel-spezifische Antikörper, die trotz virtueller Übereinstimmung auf der Ebene der zweistelligen Typisierung gegen ein abweichendes Allel des Spenders gerichtet sind.

Diesen zunehmend beschriebenen Phänomenen kann aufgrund des zwangsläufigen Versagens der virtuellen Variante nur mit einem de facto Kreuztest unter Verwendung von eingelagertem Spendermaterial begegnet werden, da es genau diese seltenen Allele enthält. Ein im HLA-Labor seit Jahren etabliertes immunchemisches Festphasensystem zum Nachweis Transplantat-spezifischer anti-HLA Antikörper konnte nach entsprechenden Modifikationen nun auch eingesetzt werden, um diese Antikörper im Zusammenhang von Abstoßungsepisoden gegen Leukozyten als eingelagertes Spendermaterial nachzuweisen oder auszuschließen. Spendermaterial wurde verwendet, das bis zu einem Zeitraum von fünf Jahren tiefgefroren war. Das immunchemische Alternativverfahren benötigt keine vitalen Spenderzellen, so dass als Tauglichkeitskriterium für das Spendermaterial nur ein ausreichender Gehalt an HLA-Molekülen vorliegen muss, gegen die die Transplantat-spezifischen Antikörper eines Empfängers nachgewiesen werden sollen. Entsprechende Kontrollen zur Validierung dieser Frage begleiten jeden Test.

Dieses Verfahren, so die Wissenschaftler im HLA-Labor, bietet erstmalig die Möglichkeit einer individualisierten Abstoßungsdiagnostik mit erhöhter Zuverlässigkeit des Ergebnisses aber vertretbarem Aufwand d.h. zusätzlich mit dem Anspruch auf Routinetauglichkeit. Individualisiert ist das Verfahren in dem Sinn, als auch Jahre nach einer Transplantation im Fall einer Abstoßung Material des individuellen Spenders analog der vor einer Transplantation durchgeführten Verträglichkeitsprobe Verwendung findet, auch wenn nach der Transplantation ein komplett anderes Verfahren zum Einsatz kommt. Theoretisch ist es ohne großen Aufwand möglich, ein tiefgefrorenes Leukozytenpellet aus Blut oder Milz der Organspender in gleicher Weise aufzubewahren wie es für DNA- oder Serumproben zum Zweck gegebenenfalls notwendiger Referenzuntersuchungen bereits die Regel darstellt.

Text: PD Dr. Schlaf
Halle, 29. März 2016