O transplante alogênico de medula óssea atualmente é indicado para as doenças hematológicas devido à falta de atividade anti-tumoral contra os tumores sólidos. Nós testamos uma nova estratégia de tratamento para estimular a atividade específica anti-tumoral contra tumores sólidos após transplantação, por meio de vacinação com células tumorais irradiadas preparadas para secretar fatores estimuladores de colônia macrofágica-granulocítica. Usando o modelo de melanoma B16, verificamos que a vacinação induz uma potente atividade anti-tumoral em pacientes transplantados com medula óssea singênica e que a reconstituição imune foi importante para o desenvolvimento da atividade anti-tumoral. A vacinação não estimulou a imunidade anti-tumoral após o transplante de medula óssea alogênico devido à imunodeficiência pós-transplante associada com a doença do enxerto contra o hospedeiro. A vacinação foi notadamente efetiva na estimulação potente e na atividade anti-tumoral a longo prazo em receptores de medula óssea depletada de células T. Assim, as células T derivadas das células tronco do doador foram eficazes no reconhecimento de antígenos tumorais mesmo quando permaneceram tolerantes aos antígenos de histocompatibilidade do hospedeiro. A infusão de leucócitos do doador imunizado com vacina B16 derivada do receptor aumentou a atividade clínica das vacinas tumorais sem agravar a doença do enxerto contra o hospedeiro e as células CD4+ foram essenciais para este aumento. Estes resultados demonstram que a vacinação de doadores e pacientes pode estimular os efeitos anti-tumorais sem a indução da doença do enxerto contra o hospedeiro e esta estratégia tem importantes implicações no tratamento de pacientes com tumores sólidos.

Allogeneic bone marrow transplantation is currently restricted to hematological malignancies because of a lack of anti-tumor activity against solid cancers. We have tested a novel treatment strategy to stimulate specific anti-tumor activity against a solid tumor after transplantation by vaccination with irradiated tumor cells engineered to secrete granulocyte-macrophage colony-stimulating factor. Using the B16 melanoma model, we found that vaccination elicited potent anti-tumor activity in recipients of syngeneic bone marrow transplantation in a time dependent fashion, and that immune reconstitution was critical for the development of anti-tumor activity. Vaccination did not stimulate anti-tumor immunity after allogeneic bone marrow transplantation because of the post-transplantation immunodeficiency associated with graft-versus-host disease. Remarkably, vaccination was effective in stimulating potent and long-lasting anti-tumor activity in recipients of T cell-depleted allogeneic bone marrow. Thus T cells derived from donor stem cells were able to recognize tumor antigens even though they remained tolerant to host histocompatibility antigens. Donor leukocyte infusion from a donor immunized with the recipient-derived B16 vaccines enhanced clinical activity of tumor vaccines without exacerbating graft-versus-host disease and CD4+ T cells are essential for this enhancement. These results demonstrate that vaccination of both donors and recipients can stimulate potent anti-tumor effects without the induction of graft-versus-host disease, and this strategy has important implications for the treatment of patients with solid malignancies.

A Doença do Enxerto Contra o Hospedeiro (DECH) é considerada a complicação mais importante no transplante de medula óssea alogênico. Pacientes idosos apresentam maior risco para DECH apesar de se desconhecer as causas desta ocorrência. Utilizando modelos murinos de TMO, investigamos os prováveis mecanismos envolvidos na DECH em camundongos com idade mais avançada. As taxas de mortalidade e morbidade na DECH e os índices patológicos e bioquímicos foram todos piores nos camundongos receptores mais idosos. As respostas das células T dos doadores foram significativamente elevadas nos receptores idosos tanto in vitro com in vivo quando estimuladas por células apresentadoras de antígenos (APCs) derivadas de camundongos idosos Em um modelo de DECH haploidêntico, as células T CD4+ do doador mediaram a DECH mais grave em camundongos idosos. Nós confirmamos o papel das APCs envelhecidas na DECH utilizando receptores com quimeras de medulares originárias de medula derivadas de camundongos jovens e idosos. As APCs destes camundongos também estimularam maiores respostas de células T alogênicas in vitro. Em diferentes experimentos, avaliamos se a expressão dos aloantígenos do epitélio do hospedeiro é importante para o dano tecidual induzido pela DECH. Usando receptores de quimeras de medula óssea nos quais os alonatígenos MHC I ou MHC II foram expressos somente nas APCs, nós verificamos que a DECH aguda não requer expressão de aloantígenos no epitélio alvo do hospedeiro e que neutralização do fator de necrose tumoral alfa e da interleucina-1 previne a DECH aguda. Estes resultados são pertinentes com a DECH aguda mediada pelas células T CD4+ e em menor grau com a DECH mediada pelas células T CD8+ e confirma o papel central das APCs bem como das citocinas inflamatórias na DECH.

Graft-versus-host-disease (GVHD) is the major complication of allogeneic Bone Marrow Transplant (BMT). Older BMT recipients are a greater risk for acute GVHD after allogeneic BMT, but the causes of this association are poorly understood. Using well-characterized murine BMT models we have explored the mechanisms of increased GVHD in older mice. GVHD mortality and morbidity, and pathologic and biochemical indices were all worse in old recipients. Donor T cell responses were significantly increased in old recipients both in vivo and in vitro when stimulated by antigen-presenting cells (APCs) from old mice. In a haploidential GVHD model, CD4+ donor T cells mediated more severe GVHD in old mice. We confirmed the role of aged APCs in GVHD using bone marrow chimera recipient created with either old or young bone marrow. APCs from these mice also stimulated greater responses from allogeneic cells in vitro. In a separate set of experiments we evaluated whether alloantigen expression on host target epithelium is essential for tissue damage induced by GVHD. Using bone marrow chimeras recipients in which either MHC II or MHC I alloantigen was expressed only on APCs, we found that acute GVHD does not require alloantigen expression on host target epithelium and that neutralization of tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1 prevents acute GVHD. These results pertain to CD4-mediated GVHD and to a lesser extent in CD8-mediated GVHD, and confirm the central role of most APCs as well as inflammatory cytokines.