Die Integrin-linked Kinase in gesunden und malignen B Zellen

Das Schicksal von reifen B-Zellen wird von ihren Wechselwirkungen mit Signalen des lymphatischen Mikromilieus bestimmt. Adhäsionsmoleküle und nachfolgend geschaltete intrazelluläre Adaptormoleküle tragen zur korrekten Lokalisierung der B-Zellen in den lymphatischen Organen sowie ihrem Überleben, ihrer Aktivierung und ihrer Proliferation bei. Auch maligne B-Zellen, wie z.B. Zellen der Chronisch Lymphatischen Leukämie (CLL), sind stark auf Signale des Tumor-Mikromilieus und der sich darin befindenden Immunzellen angewiesen. Sie passen dabei ihr Repertoire an Adhäsionsmolekülen und Adaptorproteinen an das durch den Tumor veränderte Mikromilieu an, was eine entscheidende Auswirkung auf die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Chemotherapie und das Entstehen der häufig zu beobachtenden Rezidiven hat. In früheren Arbeiten konnten wir eine Schlüsselrolle des beta1 Integrins VLA-4 für die leukämische Infiltration des Knochenmarks von CLL Patienten identifizieren. Damit einhergehend ist die Expression von VLA-4 in den malignen B-Zellen prediktiv für einen ungünstigen klinischen Verlauf der Erkrankung. Die Integrin-linked Kinase (ILK) ist ein Adaptormolekül, das beta1 Integrin-vermittelte extrazelluläre Signale an essentielle intrazelluläre Signalkaskaden vermittelt, die das Überleben, die Migration und die Proliferation der Zellen steuern. In einer Vielzahl von soliden Tumorerkrankungen ist eine Deregulierung und eine erhöhte Expression von ILK bekannt, während die Funktion dieses Moleküls in B-Zellen bisher nicht näher untersucht wurde. Dieses Projekt hat das Ziel, die funktionellen Auswirkungen von ILK Expression in gesunden B-Zellen und in CLL-Zellen bezüglich ihrer Lokalisierung in lymphatischen Organen sowie ihrem Überleben und ihrer Proliferation zu verstehen. In Vorarbeiten konnten wir in der CLL eine erhöhte ILK Expression in der prognostisch ungünstigen VLA-4-positiven Patientengruppe beobachten. Diese wird noch zusätzlich erhöht, wenn CLL-Zellen durch T-Zellen aktiviert werden und beginnen, sich zu teilen. Um weitere funktionelle Untersuchungen in vivo durchführen zu können, haben wir ein konditionales Mausmodell mit ILK-defizienten B-Zellen entwickelt. Dieses wurde zusätzlich in ein Mausmodell mit einer CLL-ähnlichen Erkrankung, beruhend auf einer B-Zell spezifischen TCL1 Überexpression, gekreuzt. Diese neu entwickelten Mausmodelle sollen uns ermöglichen, den Beitrag von ILK zu beta1 Integrin-vermittelter Migration und Adhäsion sowie dem Überleben und der Differenzierung von 1) gesunden B-Zellen und 2) CLL-Zellen zu ermitteln. Dabei werden wir auch untersuchen, inwieweit die ILK Expression zur malignen Transformation und verminderter Chemosensitivität der Erkrankung beiträgt. 3) Zusätzlich werden wir unsere Untersuchungen auf humane primäre CLL Proben erweitern. Mit Hilfe von siRNA Experimenten werden wir den Beitrag von ILK für das Homing, die Proliferation und die Stroma-Zell-vermittelte Resistenz von CLL-Zellen gegenüber Chemotherapie-induzierter Apoptose ermitteln. Zusammenfassend soll dieses Projekt zu einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen von beta1 Integrin-vermittelten Signalen in B-Zellen beitragen und ILK als therapeutische Zielstruktur in der CLL und verwandten Erkrankungen evaluieren.

Das Schicksal von reifen B-Zellen wird von ihren Wechselwirkungen mit Signalen des lymphatischen Mikromilieus bestimmt. Adhäsionsmoleküle und nachfolgend geschaltete intrazelluläre Adaptormoleküle tragen zur korrekten Lokalisierung der B-Zellen in den lymphatischen Organen sowie ihrem Überleben, ihrer Aktivierung und ihrer Proliferation bei. Auch maligne B-Zellen, wie z.B. Zellen der Chronisch Lymphatischen Leukämie (CLL), sind stark auf Signale des Tumor-Mikromilieus und der sich darin befindenden Immunzellen angewiesen. Sie passen dabei ihr Repertoire an Adhäsionsmolekülen und Adaptorproteinen an das durch den Tumor veränderte Mikromilieu an, was eine entscheidende Auswirkung auf die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Chemotherapie und das Entstehen der häufig zu beobachtenden Rezidive hat. In früheren Arbeiten konnten wir eine Schlüsselrolle des beta1 Integrins VLA-4 für die leukämische Infiltration des Knochenmarks von CLL Patienten identifizieren. Damit einhergehend ist das Auftreten hoher VLA-4 Expression auf den malignen B-Zellen ein Vorzeichen für einen ungünstigen klinischen Verlauf der Erkrankung. Die Integrin-linked Kinase (ILK) ist ein Adaptormolekül, das beta1 Integrin-vermittelte extrazelluläre Signale an essentielle intrazelluläre Signalkaskaden vermittelt. Eine Deregulierung und eine erhöhte Expression von ILK ist aus soliden Tumoren bekannt, während die Funktion dieses Moleküls in B-Zellen bisher nicht näher untersucht wurde. Dieses Projekt hatte das Ziel, die Funktionen von ILK in gesunden B-Zellen und in CLL- Zellen bezüglich ihrer Lokalisierung in lymphatischen Organen sowie ihrem Überleben und ihrer Proliferation zu verstehen. Neben in vitro Untersuchungen wurde ein Mausmodell mit einer CLL-ähnlichen Erkrankung und einer B-Zell spezifischen ILK Defizienz etabliert. Dieses neu entwickelte Mausmodell hat uns ermöglicht, den Beitrag von ILK zu beta1 Integrin- vermittelter Migration und Adhäsion sowie zum Überleben und der Differenzierung von gesunden und CLL Zellen zu ermitteln. Unsere Analysen führten zu folgenden neuen Erkenntnissen: 1. Eine ILK Defizienz führt zu keinen Veränderungen in der Entwicklung gesunder BZellen. 2. Eine ILK Defizienz hat keinen Effekt auf die Migration, Adhäsion, oder Proliferation gesunder B-Zellen. 3. Eine B-Zell spezifische ILK Defizienz führt in einem CLL Mausmodell zu einer verzögerten Leukämie-Entwicklung, d.h. ILK leistet einen Beitrag zur CLL Pathophysiologie. 4. Dieser Beitrag ist spezifisch in der leukämischer Organinfiltration und Proliferation von CLL Zellen anzusiedeln. 5. In CLL Patientenproben findet sich eine erhöhte ILK Expression im Zusammenhang mit Markern ungünstiger Prognose, in kürzlich geteilten Zellen und in Regionen erhöhter Proliferationsaktivität in lymphatischen Organen. 6. ILK Expression wird während der Proliferation von CLL Zellen aktiv heraufreguliert und ist mit der Induktion von Cyclin D1 assoziiert. 7. Mechanistisch beruht diese Heraufregulierung auf einer direkten Aktivierung der ILK Expression durch TNF-a-induzierte NF- B Signale. 8. ILK leistet einen wichtigen funktionellen Beitrag zum Clustern der Zentrosomen während der Zellteilung leukämischer Zellen.