Molekulární analýza gamma-delta T-buněčných receptorů přítomných u pacientů s hematoonkologickým onemocněním

Bc. Marie Daňková

Master's thesis

Molecular analysis of the gamma-delta T-cell receptors in patients with haematological malignancies

Abstract:

T lymfocyty s exprimovaným γδ TCR (γδ T lymfocyty) jsou součástí přirozené imunity, vyskytují se v periferní krvi v menším počtu než konvenční αβ T lymfocyty. Jejich primární funkcí je rozpoznávat virové a bakteriální antigeny, dále antigeny nádorových a transformovaných buněk bez zprostředkování MHC. Hematologické malignity jsou nádorová onemocnění ovlivňující krev a kostní dřeň. γδ T lymfocyty zabíjejí maligní hematologické buňky a jejich počty pak stoupají u nemocných jedinců. V této diplomové práci byla studována klonalita γδ TCR populací u pacientů s chronickou myeloidní leukémií. Klonalita receptorů byla analyzována u populací Vδ1, Vδ2, Vδ3 a Vγ9 buněk. Výsledky analýzy pacientů byly nejdříve porovnány s výsledky zdravých dárců a následně mezi skupinami. Klonalita γδ TCR byla testována také v malé skupině pacientů EURO-SKI. Vδ1 populace se ukázala být především polyklonální, stejně tak jako Vδ2. V populaci Vδ3 byly nejčastěji pozorovány oligoklonální TCR a byl zvýšen počet monoklonálních a biklonálních výsledků oproti Vδ1 a Vδ2. Snížená klonalita Vδ3 se zdá být výhodnější pro pacienty s CML. Rozdílné výsledky ukazují na odlišnou funkci jednotlivých Vδ populací TCR. Je překvapující, že klonalita ve Vγ9 populaci má jiné rozložení klonality než populace Vδ2, protože tyto dva řetězce jsou součástí jednoho receptoru. Rozdíly v distribuci klonality jsou patrné také ve skupinách s jednotlivými inhibitory tyrozin kináz. Pacienti byli léčeni imatinibem (25 pacientů), dasatinibem (5 pacientů) a nilotinibem (13 pacientů). Ve Vδ1 a Vδ2 populaci jsou všechny lékové skupiny převážně polyklonální. U Vδ1 se nejvíce odlišuje nilotinib, který má velké množství i oligoklonálních vzorků, u Vδ2 populace vyčnívá skupina s dasatinibem, kde se zastoupení biklonálních pacientů blíží 10 %. Vδ3 populace je u všech převážně oligoklonální, ale skupina s nilotinibem se odlišuje v zastoupení biklonálních vzorků. Ve Vγ9 populaci se nejvíce odlišuje dasatinib s monoklonálními vzorky se skoro stejnou procentuální distribucí jako mají vzorky oligoklonální. EURO-SKI pacienti se svou klonalitou zdají být podobnější pacientům s CML než zdravým dárcům, a to i když jsou v hluboké molekulární remisi. Molekulární analýza T-buněčného receptoru ukázala, že existují značné rozdíly v klonalitě v jednotlivých γ i δ populacích a lékových skupinách, což bude možné využít v dalších studiích.

Abstract:

T cells with expressed γδ TCR (γδ T cells) are a part of natural immunity, they appear in peripheral blood in lower numbers than conventional αβ T cells and they are capable of MHC-independent antigen recognition. Their primary function is to recognize viral and bacterial antigens and they are also known for recognition of tumorous and transformed cells. Haematological malignancies are cancers affecting blood and bone marrow. It was observed that γδ T cells kill tumorous haematological cells and their numbers rise in affected patients. In this thesis clonality of individual γδ TCR populations in Chronic Myeloid Leukaemia patients was studied. The Vδ1, Vδ2, Vδ3 and Vγ9 populations were analyzed aiming to determine their clonality. Analyses were compared to healthy donor’s results and afterwards between individual treatment groups. Small group of EURO-SKI patients was analyzed for γδ clonality as well. Vδ1 population in CML patients proved to be mostly polyclonal, as well as Vδ2. In Vδ3 mostly oligoclonal TCRs were observed and number of monoclonal and biclonal events was higher than in Vδ1 and Vδ2. Restricted clonality in Vδ3 seems to be suitable for CML patients. Those results point out the various functions of individual Vδ populations. It is surprising that Vγ9 population shows different clonality distribution than Vδ2, because those two chains mostly make up the receptor together. The differences in clonality distribution are visible in individual tyrosin-kinase inhibitors groups. Patients were treated with imatinib (25 patients), dasatinib (5 patients) and nilotinib (13 patients). In Vδ1 and Vδ2 populations all treatment groups are mostly polyclonal. In Vδ1 the most different is nilotinib, which has a huge amount of oligoclonal samples as well, in Vδ2 population sticks out dasatinib group with biclonal patients close to 10 %. Vδ3 population is mostly oligoclonal in all groups, but nilotinib group differs from other with increased amount of biclonal samples. In Vγ9 population dasatinib varies the most with biclonal samples almost as often distributed as oligoclonal. EURO-SKI patients look out to be more similar to CML patients, in comparison of clonality, than to healthy donors, even though they are in deep molecular remission. Molecular analysis of the T-cell receptor showed differences in clonality in individual populations and treatment groups, which could be used in future studies.

Keywords

gamma-delta T cells, Multiple Myeloma, Chronic Myeloid Leukaemia, Chronic Lymphocytic Leukaemia, T-cell receptor, spectratyping analysis, chronická myeloidní leukémie, chronická lymfocytární leukémie, mnohočetný myelom, gamma-delta T lymfocyty, T-buněčný receptor, fragmentační analýza

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2018
• Supervisor: Mgr. Andrea Knight, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jan Frič, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Medical Genetics and Molecular Diagnostics