Requirements for restimulation and residence of factor VIII-specific memory B cells

Abstract

Hämophilie A ist eine Blutgerinnungsstörung, die durch das Fehlen von funktionellem Faktor VIII (VIII), einem wichtigem Cofaktor der Gerinnungskaskade, gekennzeichnet ist. Die Standardtherapie bei Hämophilie A ist eine Substitutionstherapie mit FVIII Produkten. Eine schwere Komplikation dieser Behandlung ist die Bildung von neutralisierenden anti-FVIII Antikörpern, sogenannten Inhibitoren, die in ungefähr 25-30% der Patienten mit schwerer Hämophilie A beobachtet werden. Aufklärung der immunologischen Mechanismen die zur Inhibitor-Bildung führen sind die Voraussetzung für die Entwicklung neuer Therapieansätze, die die Induktion von Antikörpern vermeiden.<br />In der vorliegenden Arbeit wurden die Voraussetzungen für T-Zell abhängige und T-Zell unabhängige Restimulation von FVIII-spezifischen memory B Zellen im Mausmodell untersucht. T-Zell unabhängige Restimulation von aufgereinigten memory B Zellen wird unterstützt durch Dendritische Zellen in der Anwesenheit von FVIII und einem Liganden für Toll-Like Rezeptor (TLR) 7. Die Antikörper Antwort bei T-Zell unabhängiger Restimulation ist beschränkt auf die IgG2a Subklasse. Im Gegensatz dazu induziert die T-Zell abhängige Restimulation von FVIII-spezifischen memory B Zellen FVIII-spezifische Antikörper aller IgG Subklassen.<br />Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Persistenz und die biologischen Nischen von FVIII-spezifischen memory B Zellen und FVIII-spezifischen Plasma Zellen untersucht und verglichen. Beide Zelltypen zeigen eine langlebige Persistenz auch nach Ende der Behandlung mit FVIII. Dabei zeigt die Zahl dieser Zellen keine Korrelation mit der Menge an zirkulierenden anti-FVIII Antikörpern. Die biologische Nische für FVIII-spezifische memory B Zellen stellt die Milz dar, zusätzliche Nischen finden sich in den Lymphknoten. Zusammenfassend stellen die Ergebnisse dieser Dissertation einen wesentlichen Beitrag zu einem besseren Verständnis der Immunantwort gegen FVIII dar.<br />

Hemophilia A is a bleeding disorder caused by deficiency of functional factor VIII (FVIII) which is an important cofactor in coagulation. The standard therapy of hemophilia A is the intravenous replacement therapy with FVIII products for prevention and treatment of bleedings. The development of inhibitory anti-FVIII antibodies (inhibitors) in about 25-30% of patients with severe hemophilia A is a major complication. Better understanding of immunological mechanisms involved in the regulation of antibody development is essentiell for the design of new treatment strategies that prevent the formation of antibodies.<br />In the present thesis we elucidate conditions for T-cell dependent and T-cell independent restimulation of FVIII-specific memory B cells in a murine model of hemophilia A. T-cell independent restimulation of highly purified memory B cells is facilitated by dendritic cells (DC) in the presence of FVIII and Toll-like receptor (TLR) 7 ligand. The antibody response after T-cell independent restimulation is skewed towards the IgG2a subclass. In contrast, T-cell dependent restimulation of FVIII-specific memory B cells generates antibodies that are not restricted isotypically and involve all IgG subclasses.<br />Furthermore, we investigated the persistence and residence of FVIII-specific memory B cells and FVIII-specific antibody-secreting cells (ASC) in a murine model of hemophilia A. Both FVIII-specific memory B cells and FVIII-specific ASC show long-term persistence in these mice after termination of FVIII treatment. Their number do not correlate with levels of circulating anti-FVIII antibodies.<br />FVIII-specific memory B cells reside preferentially in the spleen but additional niches seem to be present in lymph nodes.<br />We conclude that our results provide further advances in understanding the regulation of FVIII-specific humoral memory responses.