Chromosom 3Q Aberrationen bei myeloischen Leukämien

Forschungsprojekt P 14101Chromosom 3Q Aberrationen bei myeloischen LeukämienRotraud WIESER24.01.2000 Leukämien sowie manche Arten von soliden Tumoren zeichnen sich durch das Auftreten definierter wiederkehrender und klonaler Chromosomenaberrationen aus. Zytogenetische und molekulare Untersuchungen solcher Rearrangements haben wichtige Erkenntnisse über Mechanismen der Tumorentstehung erbracht. Während die klinische Bedeutung der Resultate dieser Studien derzeit großteils im diagnostischen Bereich liegt, erwartet man, daß sie in Zukunft auch zu verbesserten Therapien beitragen werden. Rearrangements die gleichzeitig die Banden 3q21 und 3q26 im langen Arm von Chromosom 3 betreffen, treten in einer Untergruppe von Patienten mit myeloischen Leukämien auf. Sie gehen mit einer abnormalen Megakaryopoiese sowie einer schlechten Prognose und kurzer Überlebensdauer einher. Das Gen für den Transkriptionsfaktor EVI-1 liegt in der Nähe der Bruchpunkte in 3q26, und eine mögliche Beteiligung an der Leukämieentstehung wird durch eine Vielzahl von Daten belegt. Neuere Resultate zeigen, daß die Transkription des EVI-1 Gens von zwei alternativ verwendeten Exons initiiert werden kann, und daß durch diesen Mechanismus einerseits ein Transkriptionsrepressor und andererseits ein Transkriptionsaktivator gebildet werden. Diese Erkenntnisse werfen eine Vielzahl neuer Fragen nach der Bedeutung dieser beiden antagonistisch wirkenden Faktoren in normalen wie malignen Zellen auf Da die biologischen Eigenschaften des EVI-1 Proteins aber nicht alle Charakteristika von Leukämien mit 3q Aberrationen erklären können, liegt die Vermutung nahe, daß auch Gene in 3q21 zur Leukämieentstehung beitragen. Wir konnten kürzlich zeigen, daß der Transkriptionsfaktor GATA-2 ein solches 3q21 Onkogen darstellen könnte; allerdings müssen beim derzeitigen Wissensstand andere, zum Teil noch nicht identifizierte Gene in der 3q21 Bruchpunktregion ebenfalls für eine solche Rolle in Betracht gezogen werden. Aufbauend auf der publizierten Literatur und unseren eigenen Vorarbeiten sollen im Rahmen des vorliegenden Projektes folgende Ziele verfolgt werden: 1. Weitere Charakterisierung des Transkriptionsfaktors EVI-1. Untersuchungen über die Faktoren die die Expression der beiden Varianten dieses Proteins beeinflussen, sowie über die von ihnen regulierten Zielgene werden zum besseren Verständnis der biologischen Funktion der antagonistischen Formen von EVI-1 beitragen. Weiters soll die Interaktion des EVI-1 Proteins mit dem Korepressor Histon-Deazetylase untersucht werden. 2. Identifizierung von Onkogenen in 3q21. Die mögliche Rolle von GATA-2 in der Leukämogenese soll weiter charakterisiert werden, und zusätzliche Gene in der 3q21 Bruchpunktregion sollen kloniert werden, um alle Kandidaten hinsichtlich ihres Potentials als Onkogene untersuchen zu können.

Ziel dieses Projektes war die molekulare Charakterisierung von Rearrangements des menschlichen Chromosoms 3, die zur Entstehung einer besonders aggressiven Leukämie-Form beitragen. - Patienten mit Leukämien und verwandten Erkrankungen tragen oft abnormale, rearrangierte Chromosomen. Diese Aberrationen sind wiederkehrend und erworben; das heißt, derselbe Typus von Aberration wird bei verschiedenen Patienten beobachtet, und die Rearrangements sind nur in den Leukämiezellen, nicht aber in den übrigen Körperzellen, vorhanden. Viele Chromosomenrearrangements haben prognostische Bedeutung. Weiters hat die Identifizierung und Charakterisierung der Gene, die in Folge solcher Rearrangements verändert sind, in manchen Fällen zur Entwicklung neuer, spezifischer Medikamente geführt. Aberrationen von Chromosom 3, die gleichzeitig die Regionen 3q21 and 3q26 betreffen, gehen mit einem schlechten Ansprechen auf konventionelle Leukämietherapien, und daher mit einer besonders schlechten Prognose, einher. Trotzdem ist vergleichsweise wenig über die molekularen Konsequenzen dieser Art von Rearrangement bekannt. Ein potentielles Onkogen (d.i. ein Gen, dessen pathologische Aktivierung die Tumorentstehung fördert), EVI1, liegt in der Bruchpunktregion 3q26, und seine Aktivität ist in Zellen mit 3q26 Rearrangements erhöht. Die Wirkungsweise dieses Gens in normalen und leukämischen Zellen ist jedoch nur teilweise verstanden, und ein möglicher Beitrag von Genen in 3q21 zur Leukämieentstehung wurde bisher nur unzureichend untersucht. Im Rahmen des Projekts P14101-B04 wurden in folgenden Bereichen Fortschritte erzielt: 1) Es wurden drei Interphase-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungs-Assays etabliert, die eine schnelle und präzise Diagnose von Rearrangements der Chromosomenregionen 3q21 and 3q26 erlauben, und mit deren Hilfe Therapieansprechen und Krankheitsprogression der betroffenen Patienten in einer quantitativen Art und Weise verfolgt werden können. 2) Eine möglicher Beitrag von GATA-2, einem potentiellen Onkogen, dessen Lage nahe der 3q21 Bruchpunktregion wir bereits früher gezeigt hatten, zur Leukämieentstehung wurde untersucht. Die entsprechenden Experimente lieferten jedoch keine weiteren Hinweise für eine Rolle von GATA-2 in diesem Prozeß. 3) Die Genaktivität und Wirkungsweise von EVI1 und einer varianten Genform, MDS1/EVI1, wurden analysiert. Obwohl sich MDS1/EVI1 nur geringfügig von EVI1 unterscheidet, war von einer anderen Arbeitsgruppe die Hypothese aufgestellt worden, daß MDS1/EVI1 im Gegensatz zu EVI1 nicht durch 3q-Aberrationen aktiviert wird, und weiters den zellulären Funktionen von EVI1 entgegenwirkt. Unsere Experimente zeigten dagegen, daß sowohl EVI1 als auch MDS1/EVI1 in Leukämiezellen aktiviert sein können, und daß beide Genprodukte die Regulation anderer Gene in vergleichbarer Weise beeinflussen. Wir konnten zeigen, daß dies zumindest zum Teil durch einen Faktor, Histondeazetylase, der auch bei der Funktion anderer Leukämie-assoziierter Onkogene eine Rolle spielt, und daher ein Ziel für zukünftige gerichtete antileukämische Therapien darstellen könnte, geschieht.