Mechanismen der Transformation zur Blastenkrise in der CML

Die chronisch myeloische Leukämie (CML) wird durch das BCR/ABL Onkogen, eine konstitutiv aktive Tyrosin- Kinase, verursacht, die das Produkt der Translokation t(9;22)(q34;q11) darstellt. Das BCR/ABL Onkoprotein aktiviert zahlreiche Signaltransduktionswege, die zu gesteigerter Proliferation, verminderter Apoptose, sowie zu genetischer Instabilität führen. Der klinische Verlauf der CML ist in der Regel zwei- oder drei-phasig. Während der chronischen Phase (CP) expandiert das myeloische Zellkompartment, weist jedoch noch eine normale Differenzierung auf. Nach einer unterschiedlich langen Zeitdauer schreitet die Erkrankung zur Blastenkrise (BK) voran, die einer akuten Leukämie mit myeloischem oder lymphatischem Phänotyp entspricht, und nur schlecht auf eine Therapie anspricht. Das Fortschreiten zur BK kann plötzlich geschehen oder auf ein intermediäres Stadium folgen, das akkzelerierte Phase (AP) genannt wird. Obwohl Imatinib die Therapie der CML dramatisch verbessern konnte, gibt es eine gewisse Progressionsrate zur BK. Darüberhinaus bleiben die meisten Patienten trotz Therapie Träger einer minimalen Resterkrankung, und können nach einer variablen Latenzzeit relapsieren. Aus diesem Grund ist eine Verbesserung der derzeit verfügbaren Therapien nötig, um die Mortalität bei CML weiter zu senken. Eine endgültige Erklärung für das Entstehen der BK steht bis dato noch aus. Das Hauptmerkmal der BK ist der Verlust der Differenzierungsfähigkeit, deren molekulare Ursachen nicht bekannt sind. Wir vermuten, dass Defekte in bestimmten Transkriptions-Faktoren oder transkriptionellen Ko-Aktivatoren zum Verlust der Differenzierungsfähigkeit in der Progression zur BK beitragen. Das Hauptziel des vorliegenden Projekts ist es, die molekularen Mechanismen, die der Progression zur BK in der CML zugrundeliegen, zu definieren. In einem ersten Schritt werden wir ein induzierbares Modell der CP der CML mit Insertionsmutagenese (IM) kombinieren, um dadurch genetische Defekte zu identifizieren, die mit BCR/ABL kooperieren, um eine BK auszulösen. Aufgrund der Tatsache, dass solche genetischen Defekte mittels IM bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) gefunden werden konnten, glauben wir, solche Defekte auch in unserem CML-System identifizieren zu können. Mit dieser Technik hoffen wir, zunächst eine entsprechende Anzahl an Kandidatengenen zu identifizieren. Priorität würden Integrationsstellen und Gene haben, die eine Funktion aufweisen, die den Differenzierungsblock bei der BK erklären, im speziellen Transkriptionsfaktoren (TF) oder Proteine, die die Transkription regulieren. In einem zweiten Schritt würden wir die entsprechenden Kandidatengene in einem murinen Leukämie-Modell untersuchen. Bei Genen mit gesteigerter Expression würden wir das entsprechende Gen in einen retroviralen Expressionsvektor klonieren. Das Knochenmark der transgenen Mäuse und der Kontroll-Mäuse wird mit diesem Retrovirus infiziert und dann in letal bestrahlte Empfängermäuse transplantiert. Nach stabilem Engraftment werden die Mäuse auf Zeichen und Symptome der Leukämieentwicklung untersucht. In weiteren Experimenten werden wir die Expression und Funktion der identifizierten Gene in primären CML Zellen untersuchen. Zu diesem Zweck wird die Expression der entsprechenden Kandidatengene in Zellen von CML Patienten in chronischer Phase, akkzelerierter Phase und Blastenkrise verglichen. Das Hauptziel wird letztlich die Identifizierung von pharmakologischen Inhibitoren/Modulatoren sein, die gegen jene Genprodukte gerichtet sind, welche für die Transformation zur BK verantwortlich sind. Die Ergebnisse unseres Projekts könnten erheblich zu unserem Verständnis der Mechanismen, die der Transformation zur BK zugrunde liegen, beitragen. Ein besseres Verständnis der BK, insbesondere die Identifizierung von Schlüsselmediatoren, könnte wiederum eine wichtige Basis für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien in der CML darstellen.