Einleitung Der Einsatz von Stammzellen als Grundlage neuer therapeutischer Strategien wird bereits seit über 25 Jahren intensiv erforscht. Stammzellen sind in der Lage, in verschiedene funktionale Zelltypen auszudifferenzieren und verfügen über ein enormes Proliferationspotential (NAM et al. 2015). Ausgehend von den Fähigkeiten von Stammzellen sehen Forscher und Kliniker erstmals eine realistische Möglichkeit, kurative Therapieoptionen für Erkrankungen zu entwickeln, die bisher als schwer behandelbar oder sogar unheilbar angesehen wurden. Davon könnten insbesondere Patienten chronisch-degenerativer neurologischer und zerebrovaskulärer Erkrankungen, einschließlich der großen Anzahl an Schlaganfallopfern, profitieren. Schlaganfälle repräsentieren eine der häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt (LOPEZ et al. 2006). Ein Drittel der betroffenen Patienten verstirbt innerhalb eines Jahres, während etwa 40% von dauerhaften Behinderungen betroffen sind (MOZAFFARIAN et al. 2015). Trotz intensiver Forschung existieren neben der systemischen Thrombolyse, die auf einen engen Zeitraum von maximal 4,5 Stunden nach dem Akutereignis beschränkt ist, keine zugelassenen Therapieoptionen (HACKE et al. 2008, SAVER et al. 2009). Zelltherapeutische Strategien zur Behandlung des Schlaganfalls werden daher als besonders vielversprechend angesehen (ANDRES et al. 2011). Neben den bereits gesicherten Erkenntnissen zur stammzelltherapeutischen Sicherheit und Wirksamkeit aus Studien unter Einsatz gängiger Nagermodellen (BLISS et al. 2006, JOO et al. 2013) wird insbesondere die Überprüfung der Wirksamkeit an geeigneten Großtiermodellen gefordert, die die Situation des menschlichen Schlaganfallpatienten möglichst realistisch wiedergeben sollen (SAVITZ et al. 2011). Eine Voraussetzung für die erfolgreiche Testung eines zelltherapeutischen Ansatzes in einem Großtiermodell mit fokaler zerebraler Ischämie besteht darin, ein langfristiges Überleben xenogener Zelltransplantate durch ein geeignetes Immunsuppressionsprotokoll zu erreichen. Die Notwendigkeit einer Immunsuppression besteht darin, dass sowohl allo- als auch xenogene Transplantate eine Immunantwort beim Empfänger auslösen und somit zu einer Abstoßungsreaktion führen können (JANEWAY 2002). Die Anwendung von immunsuppressiven Medikamenten geht dabei aber häufig mit Nebenwirkungen einher. Insbesondere beim Schaf existiert jedoch nur eine limitierte Datenlage zu immunsuppressiven Protokollen und deren Nebenwirkungen. Ziele der Untersuchung Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, eine xenogene Transplantation von fetalen humanen neuralen Progenitorzellen (fhNPZ) in einem gesunden Schafsmodell durchzuführen, um die Wirksamkeit in Hinblick auf das Transplantatüberleben und die Nebenwirkungen einer Immunsuppression mittels Cyclosporin A (CsA) zu untersuchen. Materialien und Methoden Hierfür wurden je 5 Schafe in zwei Gruppen über einen Zeitraum von 64 Tagen immunsupprimiert (iCsA: 3 mg CsA/kg 2x tägl. bis einschließlich Tag 36, danach 3 mg CsA/kg 1x tägl. jeden 3. Tag; kCsA: kontinuierlich 3 mg CsA/kg 2x tägl.), während eine Kontrollgruppe (Kon) von ebenfalls 5 Tieren keine Immunsuppression erhielt. Am Versuchstag 22 wurde den Schafen eisenmarkierte fhNPZ (Eisenkonzentration: 3,0 mM, ca. 200.000 Zellen pro Transplantationsposition) stereotaktisch in das gesunde Gehirn transplantiert. Aufgrund der Eisenmarkierung der Stammzellen konnten diese an den Versuchstagen 23, 36 und 64 mittels 3,0 MRT-Aufnahmen in vivo überwacht und anschließend ex vivo das Überleben der fhNPZ im Schafhirn 42 Tage nach Transplantation histologisch untersucht werden. Für die Untersuchungen zu Wirkspiegeln und Nebenwirkungen von CsA im Schaf wurden den Versuchstieren innerhalb des Versuchszeitraums regelmäßig Blutproben entnommen und am Versuchsende eine pathologische und histologische Untersuchung von Leber und Nieren durchgeführt. Ergebnisse Bei den durchgeführten Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die CsA-Wirkspiegel im Blut bei der kCsA (424,0 ± 135,0 ng/ml) signifikant höher waren im Vergleich zur iCsA (198,5 ± 155,9 ng/ml). Diese Unterschiede besaßen jedoch keinen Einfluss auf das Langzeitüberleben der transplantierten fhNPZ. In keiner der drei Versuchsgruppen konnten vitale Zellen 42 Tage nach der Transplantation aufgefunden werden. Die Untersuchung der Nebenwirkungen von CsA ergab, dass die Langzeitgabe von CsA Anzeichen für einen hämatologischen Einfluss zeigt. Ebenso konnte sowohl eine hepatotoxische, als auch eine nephrotoxische Wirkung von CsA beim Schaf nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen Schlussfolgernd kann zusammengefasst werden, dass die Gabe von 3 mg CsA/kg 2x tägl. nicht suffizient einer Abstoßungsreaktion xenogener ins Schafhirn transplantierter fhNPZ entgegenwirkt. Für das Ziel einer suffizienten zelltherapeutischen Anwendung im Schaf nach einem Schlaganfall sind somit weitere Untersuchungen zu einer wirksamen Immunsuppression beim Schaf und zu einem verbesserten Transplantatüberleben notwendig. Desweiteren konnten klinische und pathologische Nebenwirkungen beim Schaf durch die Langzeitgabe des Immunsuppressivums CsA festgestellt werden.

Background: Epstein-Barr virus(EBV)-associated posttransplant lymphoproliferative disease (PTLD) is a serious complication after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). Especially in cases with involvement of the central nervous system (CNS) treatment is difficult because the efficacy of most chemotherapeutic agents as well as EBV-specific cytotoxic donor T cells in liquor is uncertain. In the last years the anti-CD20 monoclonal antibody Rituximab was intensively investigated in the treatment of EBV-PTLD. However, only 8 patients with B-cell lymphoma and CNS involvement treated with Rituximab were reported. Case Report: A 24-year-old female patient with acute T-lymphoblastic leukemia in second complete remission had received allogeneic, unrelated, T-cell depleted HSCT. 10 months later an EBV-associated PTLD was diagnosed. Beside peripheral lymphomas and B symptoms the patient showed neurological symptoms. Examination of the cerebrospinal fluid (CSF) revealed a meningeosis lymphoblastica caused by the EBV lymphoma. Treatment with Rituximab and the antiviral drug Cidofovir led to complete remission with regression of the peripheral lymphomas and disappearance of the neurological symptoms. In addition, the PCR control on EBV DNA became negative in the plasma as well as in CSF. Conclusion: The combination of Rituximab and Cidofovir appears as an interesting alternative treatment in patients with EBV-associated PTLD and CNS involvement. / Hintergrund: Die Epstein-Barr-Virus(EBV)-assoziierte Posttransplantations-lymphoproliferative Disease (PTLD) ist eine gefürchtete Komplikation nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation (HSCT). Insbesondere bei Befall des zentralen Nervensystems (ZNS) ist die Behandlung auf Grund der unsicheren Liquorwirksamkeit der meisten Chemotherapeutika als auch von EBV-spezifischen zytotoxischen T-Spenderzellen schwierig. Der monoklonale Anti-CD20-Antikörper Rituximab wurde in den letzten Jahren bei Patienten mit EBV-PTLD intensiv untersucht. Allerdings wurde bislang lediglich von 8 Patienten mit ZNS-Befall eines B-Zell-Lymphoms berichtet, bei denen eine Therapie mit Rituximab erfolgte. Kasuistik: Eine 24-jährige Patientin hatte wegen einer akuten T-lymphoblastischen Leukämie in zweiter kompletter Remission eine allogen-unverwandte, T-Zelldepletierte HSCT erhalten. 10 Monate später wurde eine EBV-assoziierte PTLD diagnostiziert. Neben peripheren Lymphomen und B-Symptomen zeigte die Patientin neurologische Symptome. Die Liquoruntersuchung erbrachte den Befund einer Meningeosis lymphoblastica im Rahmen des EBV-Lymphoms. Die Behandlung mit Rituximab und dem Virustatikum Cidofovir führte zu einer kompletten Remission mit Rückbildung der peripheren Lymphome und Verschwinden der neurologischen Symptomatik. Außerdem wurde die PCR-Kontrolle auf EBV-DNA sowohl im Plasma als auch im Liquor negativ. Schlussfolgerung: Die Kombination von Rituximab und Cidofovir erscheint als eine interessante Therapiealternative für Patienten mit EBV-assoziierter PTLD und ZNS-Befall. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Die X-chromosomale vererbte Adrenoleukodystrophie gehört zu den häufigsten monogenetischen, neurodegenerativen Erkrankungen im Kindes-, und Erwachsenenalter. Das defekte ABCD1-Gen ist lokalisiert auf dem langen Arm des X-Chromosoms (Xq28) und kodiert für ein ATP-bindendes, membranständiges, peroxisomales Transporterprotein (ALDP) für Coenzym A aktivierte, sehr langkettige Fettsäuren (VLCFAs), die in den Peroxisomen ß-oxidativ abgebaut werden. In Abwesenheit von ALDP ist der Transport von VLCFAs in die Peroxisomen beeinträchtigt, was zu einer diagnostisch verwertbaren Akkumulation dieser Fettsäuren in Geweben und Körperflüssigkeiten von X-ALD Patienten führt. Der identische Gendefekt führt zu einer bemerkenswerten phänotypischen Heterogenität. Mit zunehmendem Alter entwickelt sich bei allen männlichen und mindestens 20% der weiblichen Genträgern eine chronisch progrediente Myelopathie mit spastisch-ataktischer Gangstörung, distal symmetrischen sensiblen Defiziten und Blasen,- Mastdarm,- und Sexualfunktionsstörungen. Diese neurodegenerative Verlaufsform der X-ALD wird pathogenetisch in Verbindung mit der metabolischen Störung und einer chronisch neurotoxischen Wirkung hoher VLCFA Werte gebracht. 30-35% der männlichen Kinder vor dem 10. Lebensjahr sowie mindestens 20% aller männlichen Genträger im Erwachsenenalter entwickeln aus bislang ungeklärter Ursache zusätzlich entzündlich zerebrale Demyelinisierungen. Mit dem Auftreten dieser entzündlichen Hirnveränderungen verschlechtert sich die Prognose drastisch mit Entwicklung schwerster neurologischer Defektsyndrome oder Tod in über 95% der Fälle nach 3-5 Jahren. Basierend auf den guten Transplantationsergebnissen bei der kindlich zerebralen Verlaufsform, werden in der hier vorgestellten Studie erstmals Langzeit-Behandlungsergebnisse (20 bis 104 Monate post-transplant) bei 15 erwachsenen Patienten im Alter zwischen 26 und 47 Jahren nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation (aHSCT) und myeloablativer Konditionierung mit Busulfan und Cyclophosphamid vorgestellt. Elf der fünfzehn Patienten überlebten (estimated survival 73 ± 11%), 8/15 mit stabiler Kognition und 7/15 ohne weitere Progression der motorischen Defizite (estimated event-free survival 36 ± 17%). Vier Patienten starben im ersten Jahr nach aHSCT, drei in Folge schwerer Infektionen und ein Patient auf Grund einer Infekt-assoziierten Krankheitsprogression. Die detaillierte Aufarbeitung der einzelnen Krankheitsverläufe erlaubt darüber hinaus Aussagen über klinische und bildgebende Prognosefaktoren, die von großer Bedeutung für die Indikationsstellung bei zukünftigen Patienten sein können. So zeigen beispielsweise Patienten mit leichten bis mäßig ausgeprägten Symptomen (EDSS < 4) vor aHSCT deutlich bessere Langzeitergebnisse als Patienten mit bereits schweren neurologischen Defiziten (EDSS ≥ 6) vor Beginn der Behandlung. Weitere Indikatoren für ein unvorteilhaftes Langzeit-Transplantationsergebnis waren kognitive Defizite (C-Domäne des Adult ALD Clinical Score > 3) und bildgebende Faktoren wie die entzündliche Mitbeteiligung des Cerebellums oder der Pyramidenbahnen. Die Studie zeigt, dass die aHSCT nach myeloablativer Konditionierung eine effektive Behandlungsoption darstellt bei ausgewählten Patienten mit der ansonsten infaust verlaufenden, adulten zerebralen Verlaufsform der X-ALD. Bei sorgfältiger Indikationsstellung können etwa zwei Drittel der Patienten mit einem guten Langzeitergebnis rechnen, etwa ein Drittel sogar ohne weitere Krankheitsprogression (nach durchschnittlich mehr als 2 Jahren), was im krassen Gegensatz zu den Erwartungen im natürlichen Verlauf der X-ALD steht. Einschränkend muss jedoch angemerkt werden, dass in der Studie nur 15 Patienten eingeschlossen werden konnten, sodass weitere Untersuchungen mit größeren Patientenkohorten notwendig sind um die Ergebnisse zu bestätigen. Entsprechend sind bereits Vorbereitungen zur Einrichtung eines HSCT-Registers unter Beteiligung weiterer Europäischer und US-amerikanischer Transplantationszentren in Gang gesetzt worden mit dem Ziel einer systematischen retro- und prospektiven Auswertung der Transplantationsergebnisse bei adulten X-ALD Patienten.:Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1 1.1 Historische Aspekte der X-chromosomalen Adrenoleukodystrophie 2 1.2 Klinische Phänotypen und Diagnostik 3 1.2.1 Endokrinologische Störungen und Symptome 6 1.2.2 Myelopathische Verlaufsformen 10 1.2.3 Kindlich zerebrale Verlaufsform 10 1.2.4 Adulte zerebrale Verlaufsform 11 1.2.5 Neurophysiologische Befunde……………………………………………….12 1.2.6 MRT Befunde………………………………………………………………….13 1.3 Pathogenese, Genetik und Biochemie 17 1.4 Aktuelle Therapieoptionen 21 1.4.1 Therapie der Nebennieren- und Gonadeninsuffizienz 21 1.4.2 Metabolische Therapie 22 1.4.3 Anti-entzündliche und anti-oxidative Behandlungsoptionen 25 1.4.4 Hämatopoetische Stammzelltransplantation 26 1.4.4.1 Ergebnisse bei kindlich zerebralen Formen 26 1.4.4.2 Rationale für die Anwendung der aHSCT bei adulter zerebraler X-ALD 29 2 Publikation 31 3 Zusammenfassung 43 4 Literaturverzeichnis 45 Darstellung des eigenen Beitrags und Erklärung 58 Selbständigkeitserklärung 59 Lebenslauf 60 Eigene Publikationen (mit Bezug zur Dissertation) 63 Danksagung 68

Die akute myeloische Leukämie (AML) und das myelodysplastische Syndrom (MDS) stellen heterogene myeloische Neoplasien dar, deren Übergang in einander fließend ist. Während bei der AML ein Differenzierungsblock sowie eine unkontrollierte Proliferation myeloischer Vorläuferzellen dominieren, zeichnet sich das MDS vorrangig durch Dysplasien und variable Zytopenien, sowie ein erhöhtes Risiko der Transformation in eine AML aus. Trotz unseres zunehmenden Verständnisses dieser Erkrankungen ist die Prognose für AML und MDS Patienten noch immer häufig ungünstig. Auch mit der Entwicklung neuer zielgerichteter Therapiekonzepte behält die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation ihre große Bedeutung in der Therapie von AML und MDS. Insbesondere bei Patienten mit prognostisch ungünstigen Merkmalen stellt sie häufig die einzige kurative Therapieoption dar. Entsprechend kommt einer Risikostratifizierung bei Diagnose sowie im Krankheitsverlauf zur individuellen Therapieentscheidung eine große Bedeutung zu um personalisierte Behandlungen zu ermöglichen. Diese kann durch klinische Variablen, Immunphänotypisierung und zyto- oder molekulargenetische Veränderungen erfolgen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit neuen klinischen, molekularen und durchflusszytometrischen Markern um die bestehenden Risikoklassifikationssysteme für Patienten mit AML und MDS weiter zu verfeinern und legt ein besonderes Augenmerk auf Patienten, die eine allogene Stammzelltransplantation erhalten. Der erste Abschnitt dieser Arbeit zeigt die prognostische Relevanz der leukämischen Stammzellpopulationen – definiert über die CD34+/CD38- Zellpopulation bzw. die GPR56 Expression - bei Diagnosestellung. Sowohl in der AML als auch im MDS scheint ein hoher Anteil leukämischer Stammzellen eine Subgruppe von Patienten mit ungünstiger Prognose unabhängig von aktuellen Risikostratifikationen und auch trotz Durchführung einer allogenen Stammzelltransplantation identifizieren zu können. Im zweiten Abschnitt wird ein Überblick über die zunehmende Relevanz der Risikostratifikation im Krankheitsverlauf - im Sinne der Bestimmung einer messbaren Resterkrankung (MRD) – erörtert und mit der Expressionshöhe von BAALC und MN1 mögliche neue Marker zur MRD Bestimmung vorgestellt. Der dritte Abschnitt zeigt, dass auch die Wahl des Konsolidierungskonzeptes die initiale molekulargenetische Risikostratifizierung beeinflussen kann. Während eine hohe Expression der AML-assoziierten Gene BAALC und MN1 bei AML Diagnose mit einer ungünstigen Prognose einhergeht, wenn die Patienten mit einer Chemotherapie behandelt werden, scheint eine allogene Stammzelltransplantation diesen prognostischen Einfluss aufzuheben. Außerdem wird die Relevanz einer allogenen Stammzelltransplantation bei älteren Patienten mit der prinzipiell eher günstigen molekulargenetischen Konstellation NPM1 mutiert/FLT3-ITD Wildtyp diskutiert. Im vierten Abschnitt wird der Einfluss klinischer Parameter auf die Prognose von AML und MDS Patienten diskutiert. Patienten mit einer sekundären (nach anderen myeloischen Erkrankungen) oder therapieassoziierten AML (nach vorausgegangener zytostatischer Therapie) weisen unter konventioneller Chemotherapie eine sehr ungünstige Prognose auf. Im Gegensatz dazu legen die Ergebnisse nahe, dass das Überleben nach allogener Stammzelltransplantation – wenn das genetische Risiko beachtet wird - nicht wesentlich schlechter ist als das von Patienten mit de novo AML. Außerdem wird gezeigt, dass sowohl das Vorliegen einer Adipositas zum Zeitpunkt der Diagnose einer AML als auch ein Gewichtsverlust zwischen Diagnose und allogener Stammzelltransplantation mit einer ungünstigen Prognose einhergehen. Zuletzt werden zwei Konditionierungsintensitäten vor Stammzelltransplantation in MDS Patienten verglichen und gezeigt, dass vor allem bei jüngeren Patienten intensivere Protokolle bessere Ergebnisse erzielen. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit neue Möglichkeiten auf, die Risikostratifizierung für Patienten mit myeloischen Erkankungen sowohl bei Diagnose als auch im Krankheitsverlauf zu verbessern und leistet somit einen wichtigen Beitrag zur weiteren Personalisierung der Therapie von AML und MDS.:1. INTRODUCTION / EINLEITUNG 5 1.1 AML 5 1.1.1 DIAGNOSIS AND DISEASE CLASSIFICATION 5 1.1.2 RISK STRATIFICATION AT DIAGNOSIS 6 1.1.3 TREATMENT 8 1.2 MDS 9 1.2.1 DIAGNOSIS AND DISEASE CLASSIFICATION 9 1.2.2 RISK STRATIFICATION AT DIAGNOSIS 10 1.2.3 TREATMENT 12 1.3 ALLOGENEIC HEMATOPOIETIC STEM CELL TRANSPLANTATION 13 2. FREQUENCY OF LEUKEMIA INITIATING CELL POPULATIONS AT DIAGNOSIS OF AML AND MDS 14 2.1 BACKGROUND 14 2.2 OWN CONTRIBUTION 14 Prognostic Impact of the CD34+/CD38- Cell Burden in Patients with Acute Myeloid Leukemia receiving Allogeneic Stem Cell Transplantation. Am J Hematol 2017; 92: 388-396. 15 High expression of the stem cell marker GPR56 at diagnosis identifies acute myeloid leukemia patients at higher relapse risk after allogeneic stem cell transplantation in context with the CD34+/CD38- population. Haematologica 2020. 105: 229260 15 The pre-treatment CD34+/CD38- cell burden as prognostic factor in MDS patients receiving allogeneic stem cell transplantation. Biol Blood Marrow Transplant 2019; 25: 1560-1566. 15 3 MEASURABLE RESIDUAL DISEASE DETECTION IN AML 37 3.1 BACKGROUND 37 3.2 OWN CONTRIBUTION 37 High Blood BAALC Copy Numbers at Allogeneic Transplantation Predict Early Relapse in Patients with Acute Myeloid Leukemia. Oncotarget 2017; 8:87944-87954. 38 Prognostic impact of blood MN1 copy numbers before allogeneic stem cell transplantation in patients with acute myeloid leukemia. HemaSphere 2019; 3: e167. 38 4. THE USE OF ALLOGENEIC HSCT IMPACTS THE RELEVANCE OF GENETIC PROGNOSTICATORS AT AML DIAGNOSIS 59 4.1 BACKGROUND 59 4.2 OWN CONTRIBUTION 59 Outcomes of older patients with NPM1 mutated and FLT3-ITD negative acute myeloid leukemia receiving allogeneic transplantation. HemaSphere 2020. 3; 4: e326. 59 Allogeneic stem cell transplantation mitigates the adverse prognostic impact of high diagnostic BAALC and MN1 expression in AML. Ann Hematol 2020. 99: 2417-2427. 60 5. CLINICAL AND TREATMENT-ASSOCIATED PROGNOSTICATORS IN AML AND MDS 76 5.1 BACKGROUND 76 5.2 OWN CONTRIBUTION 77 ELN risk stratification and outcomes in secondary and therapy-related AML patients consolidated with allogeneic stem cell transplantation. Bone Marrow Transplant. 2020 Nov 19. doi: 10.1038/s41409-020-01129-1. [Online ahead of print] 77 Nutritional status at diagnosis and weight changes impact outcomes in acute myeloid leukemia patients receiving allogeneic hematopoietic stem cell transplantation HemaSphere 2021. 5:2(e532). 77 Comparison of non-myeloablative and reduced-intensity allogeneic stem cell transplantation in older patients with myelodysplastic syndromes. Am J Hematol 2019; 94:1344-1352. 77 6. CONCLUSION / ZUSAMMENFASSUNG 106 7. REFERENCES / REFERENZEN 108 8. INDEX OF ABBREVIATIONS / INHALTSVERZEICHNIS 114 9. EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG ZUR VORGELEGTEN HABILITATIONSSCHRIFT 116 10. COMPLETE LIST OF PUBLICATIONS / PUBLIKATIONSVERZEICHNIS 117 11. CURRICULUM VITAE / LEBENSLAUF 129 12. ACKNOWLEDGEMENTS / DANKSAGUNG 132

Zusammenfassung Hintergrund. Seit der Verbesserung der Methoden der HSCT und der Einführung der dosisreduzierten Konditionierungsregime haben sich die Indikationen für die Durchführung der HSCT erweitert. Das akute Nierenversagen ist dabei eine häufige Komplikation nach der HSCT. Die Entwicklung einer CKD in unterschiedlichen Patientenpopulationen ist einerseits mit dem multiplem Auftreten einer AKI und andererseits langfristig mit einer erhöhten Mortalität assoziiert. Ob dies allerdings für die Situation einer HSCT gültig ist, ist derzeit unklar. Eine HSCT mit myeloablativer Konditionierung hat verglichen mit der HSCT mit dosisreduzierter Konditionierung und mit einer nicht–myeloablativen Konditionierung in den bisherigen Studien eine höhere Inzidenz der AKI aufgewiesen. Die Daten in der verwendeten Literatur sind hinsichtlich der Inzidenzen und der Risikofaktoren für AKI, CKD und Mortalität sehr heterogen. Ziel dieser Studie war eine detailierte Berücksichtigung und Identifikation möglicher Risikofaktoren für das Auftreten einer Nierenschädigung gemäß etablierter AKI- bzw. CKD-Definitionen und Mortalität. Zusätzlich haben wir erstmals untersucht, welche Risikofaktoren für eine standardisierte Nierenfunktionsverschlechterung≥ 15 ml/min (delta-eGFR) nach der HSCT eine wichtige Rolle spielen. Methodik. In diese retrospektive Studie wurden 312 Patienten eingeschlossen, die zwischen Januar 2012 und Dezember 2014 am Universitätsklinikum Dresden eine allogene Stammzelltransplantation erhalten haben und bis Ende Dezember 2016 nachverfolgt wurden. Die Nierenschädigung haben wir anhand der Patientendokumentation im Hinblick auf vorbestehende Erkrankungen und Komplikationen, sowie laborchemisch evaluiert. Unter den untersuchten Risikofaktoren zum Zeitpunkt der Transplantation bzw. vorher waren Alter, Komorbiditätsscore, vorbestehende CKD, einmalig eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, DM, arterielle Hypertonie, vorbestehende Therapie mit Chemotherapeutika, Konditionierung, Stammzellgewinnung, HLA-Kompatibilität und Empfänger-Spenderkonstellation. Unter den untersuchten Risikofaktoren nach der Transplantation waren die Faktoren: aGVHD, cGVHD, Sepsis, CMV-Reaktivierung, VOD, TMA, immunsuppressive Medikamente wie Cyclosporin A (CsA), Tacrolimus, Methotrexat (MTX), Mycophenolat-Mofetil (MMF); nephrotoxische Antibiotika wie Aminoglykoside, Nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) und bildgebende Verfahren mit Röntgen-Kontrastmittel (KM). Anhand einer Univariat- und Multivariatanalyse haben wir überprüft, welche dieser Risikofaktoren eine signifikante Assoziation mit der AKI, der CKD über die ganze Laufzeit, der eGFR Verschlechterung ≥ 15 ml/min innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT und der Mortalität aufwiesen. Ergebnisse. Die Inzidenz der AKI in dieser Studie lag bei 63,5 %: AKI Grad 1 - 17,62 % (55/312), der AKI Grad 2 - 25,32 % (79/312) und der AKI Grad 3 - 20,51 % (64/312). Eine CKD nach der Transplantation zeigte sich bei 203 Patienten (65,1 %). 109 Patienten (34,9 %) wiesen keine Anzeichen für eine chronische Niereninsuffizienz nach der HSCT auf. 127 (40,7 %) haben eine neue CKD nach der HSCT entwickelt, 49 Patienten (15,7 %) hatten eine CKD vor und nach der HSCT und 27 Patienten (8,7 %), die eine einmalig eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT aufwiesen, haben nach der HSCT eine CKD entwickelt. Die Inzidenz der CKD Grad < 3 nach der HSCT lag bei 45,5 % (142/312 Patienten) und der CKD Grad ≥ 3 nach der HSCT bei 19,6 % (61/312 Patienten). Für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT zeigten sich in der Multivariatanalyse eine CKD und eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, Sepsis nach HSCT, ein bildgebendes Verfahren mit einem Röntgen–KM nach HSCT und die Dauer des Aufenthalts auf der ITS als unabhängige Risikofaktoren. Für die CKD-Entwicklung nach der HSCT konnten das Alter vor und nach HSCT, die Dauer der Therapie mit CsA, die Abwesenheit einer Sepsis und die Anzahl der AKI als unabhängige Risikofaktoren identifiziert werden. Als Risikofaktoren für die Entwicklung eines eGFR–Verlustes ≥ 15 ml/min/1,73 m2 innerhalb eines Jahres nach HSCT waren aGVHD-und Sepsis-Entwicklung unabhängige Risikofaktoren. Für die Gesamtmortalität war ausschließlich die Sepsis ein unabhängiges Risiko. Schlussfolgerung. Die HSCT weist eine hohe Inzidenz der AKI, CKD und eine hohe Mortalität auf. Die Mortalitätsrate nach der HSCT ist besonders hoch in den ersten 6 Monaten. Sepsis war der einzige unabhängige Risikofaktor, der sich in der Multivariatanalyse als signifikant für die AKI, CKD, eGFR-Verlust ≥ 15 ml/min/1,73 m2 und gleichzeitig für die Mortalität erwiesen hat. Patienten mit vorbestehender CKD und eingeschränkter Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, die sowohl nach der HSCT eine Sepsis entwickelt haben als auch länger auf der ITS geblieben sind und zusätzlich bildgebende Verfahren mit Röntgen-KM bekommen haben, zeigten sich als am meisten AKI-gefährdete Patientenpopulationen. Ältere Patienten, die nach der HSCT keine Sepsis entwickeln und damit eine längere Überlebensdauer aufgewiesen haben, eine längere Therapie mit CsA erhalten müssen und mehrere AKI entwickeln, haben ein besonders hohes Risiko für die Ausbildung einer CKD. Sepsis und aGVHD waren die Hauptrisikofaktoren für ein höheres Ausmaß einer Nierenfunktionsverschlechterung (delta-eGFR) innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT. Insgesamt ist das Vermeiden einer septischen Komplikation nach HSCT der alles überragende Punkt sowohl für das Überleben des Patienten als auch für den Schutz seiner Nieren.:1 Einleitung 1 1.1 Hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) 1 1.1.1 Indikationen für die HSCT 1 1.1.2 Auswahl des Spenders 2 1.1.3 Stammzellgewinnung 3 1.1.4 Konditionierung – myeloablativ, nicht-myeloablativ, dosisreduziert 3 1.1.5 Neutrophiles Engraftment und Chimärismus 4 1.2 Akutes Nierenversagen – Definition und Stadieneinteilung 5 1.3 AKI nach Stammzelltransplantation 8 1.4 Assoziation der Mortalitätsrate nach der HSCT mit der AKI 9 1.5 CKD nach der HSCT 10 1.6 Chronische Nierenfunktionsverschlechterung nach HSCT (delta eGFR 11 1.7 Komplikationen nach HSCT, vermutlich assoziiert mit Nierenschädigung 12 1.7.1 Engraftment-Syndrom 12 1.7.2 Sepsis 12 1.7.3 Venenverschlusskrankheit (VOD 13 1.7.4 Akute Graft versus host disease (aGVHD) 14 1.7.5 Thrombotische Mikroangiopathie (TMA) 15 1.7.6 Chronische Graft versus host disease (cGVHD) 15 1.7.7 Calcineurininhibitor - vermittelte Nephrotoxitität 17 1.7.8 Antiinfektiva 18 1.8 Fragestellungen und Ziele 19 2 Patienten und Methoden 20 2.1 Studiendesign 20 2.2 Messparameter und Definitionen 21 2.3 Ethikvotum 24 2.4 Datenanalyse und Statistik 24 3 Ergebnisse 27 3.1 Patientenkollektiv 27 3.2 Inzidenz des akuten Nierenversagens nach der Stammzelltransplantation 32 3.3 Inzidenz der chronischen Niereninsuffizienz nach der Stammzelltransplantation 33 3.4 eGFR-Reduktion nach der HSCT 39 3.5 Inzidenz der Mortalität 40 3.6 Risikofaktoren für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT 42 3.7 Risikofaktoren für die Entwicklung einer CKD nach der HSCT 50 3.8 Risikofaktoren für delta eGFR innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT 58 3.9 Risikofaktoren für Mortalität 66 4 Diskussion 72 4.1 Inzidenz der AKI, der CKD und der Mortalität 72 4.2 Risikofaktoren für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT 74 4.3 Risikofaktoren für die Entwicklung einer CKD nach der HSCT 77 4.4 Risikofaktoren für eine eGFR–Verschlechterung ≥ 15 ml/min/1,73 m2 innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT 83 4.5 Risikofaktoren für Mortalität 85 4.6 Ausblick 88 5 Zusammenfassung 89 5.1 Zusammenfassung 89 5.2 Summary 92 6 Literaturverzeichnis 94 7 Abbildungsverzeichnis 113 8 Tabellenverzeichnis 113 9 Danksagung 116 10 Lebenslauf 117

Die allogene Stammzelltransplantation ist das Therapieverfahren der Wahl für eine Reihe von malignen und nicht-malignen Erkrankungen des hämatopoetischen Systems. Dies ist darin begründet, daß dieses Verfahren nicht nur die Applikation einer myeloablativen und somit maximalen zytostatischen Therapie erlaubt (oder daß sie verbunden ist dem kompletten Ersatz der Empfängerhämatopoese durch den Spender), sondern vor allem dadurch, daß sie mit einem immunologisch vermittelten Anti-Tumor-Effekt, der Graft-versus-Leukämie-Reaktion (GVL) verbunden ist. In der Klinik ist die Anwendung der allogenen Stammzelltransplantation durch die assoziierten schwerwiegenden Komplikationen, zur Zeit noch erheblich eingeschränkt. Ziel dieser Arbeit war es die Mechanismen dieser T-zellvermittelten anti-Leukämie-Reaktion näher zu untersuchen. Im Mausmodell nach nicht-myeloablativer Konditionierung und alloegenr Kncohenmarktransplantation konnte gezeigt werden, dass die GVL-Reaktion welche durch die Spenderlympozyten vermittelt wird Alloantigen-abhänig ist, da sie in gemischten Chimären wesentlich stärker ausgeprägt ist als in vollen Chimären und ohne dass es zur entwicklung einer GVHD kommt..Weiterhin konnte gezeigt werden, dass diese Alloantigen-abhängige GVL-Reaktion nur kurzlebig ist, keine andauernde Immunität hinterlässt und dieser Verlust an GVL-reaktivität assoziiert ist mit dem verschwinden dieser alloreaktiven T-Zellpopulation. / Allogeneic stem cell transplantation is the treatment of choice for a number of malignant and benign hematological diseases. This is due to the fact that this procedure not only allows the administration of a myeloablative and thus maximal cytoreductive therapy, but leads also to the substitution of the recipient hematopoiesis with the donor hematopoeisis. More important however, is the fact that this type of therapy is associated with a significant immunologically-mediated T-cell-dependent anti-tumor response the so called graft-versus - leukemia-reaction (GVL). However, the extensive use of allogeneic stem cell transplantation has been prevented by the considerable treatment-elated morbidity and mortality associated with allogeneic transplantation and the development of Graft-versus-Host-disease (GVHD). Using mouse models it could be observed that in mice following conditioning and allogeneic bone marrow transplantation donor lymphocyte-mediated GVL responses are primarily driven by direct immune recognition of host alloantigen. Furthermore, it could be shown that this GVL response is only transient and that the loss of this GVL effect occurs concomitantly with the contraction of the alloantigen-reactive T cell population.

Aufgrund der verfügbaren Literatur und Daten ist nicht erwiesen, dass eine prophylaktische Thrombozytentransfusion nach myeloablativer Chemotherapie notwendig oder für den Patienten vorteilhaft ist. Die im Verlauf der Jahre immer weiter gesenkten Schwellenwerte zur prophylaktischen Thrombozytentransfusion legten nahe, die Möglichkeit zu überprüfen, auf eine prophylaktische Substitution ganz zu verzichten und nur im Falle relevanter Blutungen zu transfundieren. Mit der hier ausgewerteten Studie liegen erstmals Daten aus einer multizentrischen, prospektiv randomisierten Studie zum Vergleich einer prophylaktischen mit einer therapeutischen Transfusionsstrategie für Thrombozyten nach autologer Stammzelltransplantation vor: es wurde eine prophylaktische Thrombozytentransfusion bei Thrombozytenwerten ≤ 10/nl mit einer neuen Transfusionsstrategie (Substitution nur bei relevanter Blutung oder definierten Risikosituationen) verglichen. Mit der experimentellen, therapeutischen Transfusionsstrategie für Thrombozyten kann eine Reduktion der Thrombozytentransfusionen um ca. 50% im Vergleich zu dem etablierten prophylaktischen Transfusionsregime erreicht werden: bei den hier untersuchten 92 Patienten wurden im experimentellen Arm für 47 Patienten nur 37 Thrombozytenkonzentrate benötigt, für die 45 prophylaktisch behandelten Patienten wurden insgesamt 71 Thrombozytenkonzentrate verbraucht. Die experimentelle therapeutische Transfusionsstrategie für Thrombozyten führte zu keiner statistisch signifikanten Zunahme von Blutungskomplikationen; auch bei der Anzahl der benötigten Erythrozytentransfusionen gab es keine signifikanten Unterschiede; Nebenwirkungen der Transfusionen, Dauer der Thrombopenie und Anzahl der Tage im Krankenhaus waren ebenso nicht signifikant unterschiedlich. Das Risiko, während der Beobachtungszeit (Chemotherapie und autologe Stammzelltransplantation bis zur Regeneration der Thrombozytenwerte), eine Blutung zu erleiden, lag insgesamt bei 14.1%; im experimentellen Arm lag das Risiko bei 19.2%, bei den prophylaktisch substituierten Patienten bei 8.9%; dieser Unterschied war statistisch nicht signifikant, ohnehin traten bei den beobachteten Patienten nur milde, klinisch wenig bedeutsame Blutungen des WHO – Schweregrades &amp;lt; 3 auf, es kam zu keinen blutungsassoziierten Todesfällen Bei klinisch stabilen Patienten und sorgfältiger Überwachung ist ein therapeutisches Transfusionsregime für Thrombozyten nach autologer Stammzelltransplantation praktikabel und sicher anwendbar, die Sicherheit dieses Vorgehens bei Patienten nach autologer Stammzelltransplantation wird mit der vorliegenden randomisierten Studie belegt. Eine therapeutische Thrombozytentransfusionsstrategie ist vermutlich bei einer Vielzahl weiterer hämato-onkologischer Patienten bzw. Krankheitsbilder ausreichend und kann unter signifikanter Einsparung kostbarer Thrombozytenkonzentrate bedrohliche Blutungen ebenso aufhalten oder verhindern wie ein prophylaktisches Regime.

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Untersuchung des Einflusses von Komorbiditäten auf Patienten mit allogener Stammzelltransplantation nach reduzierter Konditionierung, Überprüfung der Validität des HCT-CI an Leipziger Patienten