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Zusammenfassung:
Die akute myeloische Leukämie (AML) ist eine Erkrankung der myeloischen Vorläuferzellen der Hämatopoese und ist die häufigste akute Leukämie des Erwachsenenalters. Die AML wird durch genetische Veränderungen ausgelöst. Dabei werden zwei Klassen genetischer Aberrationen unterschieden. Zur Klasse I gehören Mutationen, die unkontrolliertes Wachstum myeloischer Blasten verursachen, zur Klasse II zählen Mutationen in Differenzierungsgenen der Hämatopoese. Die verschiedenen Genveränderungen definieren AML-Subtypen und sind von prognostischer Bedeutung. Ziel klinischer Forschung ist es, auf Grund pathogenetischer Kenntnisse neue therapeutische Möglichkeiten einer gezielten Therapie für einzelne Risikogruppen schaffen zu können. Es konnte gezeigt werden, dass das Onkogen Ski bei der AML -7/del7q durch Blockade der Vitamin-A vermittelten Differenzierung eine entscheidende Rolle spielt. In einem shRNA-Screening wurde nach weiteren Proteinen gesucht, deren Funktionsausfall zu Verlust der Vitamin-A vermittelten Differenzierbarkeit führt. Bei diesem Screening ist unter anderen das HMG-Box-Protein HBP1 (HMG-Box containing protein 1) aufgefallen. Im menschlichen Genom liegt HBP1 auf Chromosom 7 (7q22-q31), einer Region, die bei vielen Tumorerkrankungen mutiert ist. HBP1 ist an der Regulation von Zellzyklus-Arrest, Seneszenz sowie einer adäquaten Stressantwort beteiligt. Zu HBP1 und seiner Funktion in der physiologischen sowie der malignen Hämatopoese ist derzeit wenig bekannt. Es konnte gezeigt werden, dass HBP1 als aktivierender Transkriptionsfaktor der Myeloperoxidase wirkt. Es wird vermutet, dass die HBP1-Expression in verschiedenen myeloischen Entwicklungsstadien variiert und an der Regulation der Myelopoese beteiligt sein könnte. Diesen Annahmen wird in diesem Dissertationsprojekt nachgegangen. Die generelle Hypothese dieser Arbeit ist, dass HBP1 eine zentrale Rolle in der myeloischen Differenzierung sowie der Pathogenese der AML einnimmt. Es wurde angenommen, dass eine Expressionsanalyse verschiedener AML-Subtypen eine Korrelation zwischen AML-Entität und HBP1-Expression zulässt. Der Verlust des HBP1-Proteins sollte funktionelle Auswirkungen auf die Wnt-ß-Catenin-Kaskade haben, die für die Leukämogense entscheidend sind. Wir wollten zeigen, dass die HBP1-Expression in den hämatopoetischen Progenitorpopulationen der HSCs (hematopoietic stem cells), CMPs (common myeloid progenitors) und GMPs (granulocyte/macrophage progenitors) aus gesundem Knochenmark unterschiedlich ausfällt. Bei AML-Patienten wurde eine Korrelation der HBP1-Expression mit Überlebensdaten und AML-Karyotyp vermutet. Methoden In einem Screening verschiedener AML-Zelllinien wurde die HBP1-Expression durch quantitative PCR (qPCR) bestimmt. Außerdem wurde ein Versuchsmodell etabliert, das die Korrelation zwischen HBP1-Expression (qPCR) und bestimmten Zellzyklus-Phasen (Druchflusszytometrie) prüfen sollte. In funktionellen Zellkulturversuchen wurde die HBP1-Expression mit siRNAs ausgeschaltet und die Effekte der reduzierten HBP1-Aktivität auf die Wnt-ß-Catenin-Zielgene cMyc und Cyclin D1 (qPCR) untersucht. Gesunde Knochenmarkzellen wurden aus humanen Spongiosa-Proben isoliert und durchflusszytometrisch in die hämatopoetischen Subfraktionen der HSCs, CMPs und GMPs sortiert. In diesen Populationen wurde die HBP1-Expression mit quantitativer PCR bestimmt. In Zusammenarbeit mit der AG Illmer der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums der TU Dresden wurde ein HBP1-Screening mit cDNA-Proben (qPCR) von AML-Patienten durchgeführt und mit klinischen Daten korreliert. Die Screening-Untersuchungen in AML-Zelllinien ließen keine eindeutige Interpretation zu, jedoch wurden daraus Versuche zur HBP1-Zellzyklus-Korrelation abgeleitet. Die dabei ermittelten Ergebnisse ließen die Hypothese zu, HBP1 könnte an der Regulation zellulärer Quiescence beteiligt sein. Die funktionellen Versuche zu HBP1 und Interaktionen mit dem Wnt-ß-Catenin-Signalweg zeigten nicht die erwarteten Ergebnisse. Diese Resultate wurden methodisch diskutiert und legen eine andere Versuchsanordnung nahe. Die Expressionsanalyse in hämatopoetischen Stammzellen lieferte statistisch signifikante Ergebnisse. Wir konnten eine spezifische HBP1-Expression in hämatopoetischen Stammzellen nachweisen (p= 0,017). Im Laufe der Differenzierung von den HSCs über die CMPs zu den GMPs zeigte sich ein Abfall der HBP1-Expression. Es wird davon ausgegangen, dass HBP1 an der Regulation zentraler Stammzelleigenschaften (Selbsterneuerung, Quiescence) hämatopoetischer Stammzellen beteiligt ist. Des Weiteren wurde auf Grund bekannter HBP1-Charakteristika gefolgert, dass HBP1 daran beteiligt ist, die hämatopoetische Differenzierung in Richtung der myeloischen Reihe zu lenken. Bei AML-Patienten konnte für Patienten mit geringer oder hoher HBP1-Expression kein Unterschied im Gesamt- und rezidivfreien Überleben gezeigt werden. Auf Grund zu geringer Fallzahlen konnte keine Korrelation zwischen HBP1-Expression und verschiedenen AML-Karyotypen festgestellt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern entscheidende Erkenntnisse zum Stellenwert des HMG-Box-Protein HBP1 in der physiologischen Hämatopoese. Die Beteiligung an der Regulation zentraler Stammzelleigenschaften und die Integration in myeloische Differenzierungsprozesse erklären HBP1 zu einem geeigneten Kandidaten, dessen Funktionsausfall oder Mutation am Entstehungsprozess der Leukämie beteiligt sein könnte.

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