Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-1818
Authors: Eichwald, Viktoria
Title: Rolle der gemeinsamen Expression von AML1-ETO und weiteren Onkogenen für die Induktion von Leukämie
Online publication date: 24-Apr-2015
Language: german
Abstract: Akute Leukämien treten in allen Altersstufen auf. Akute lymphatische Leukämie (ALL) ist die häufigste Leukämie bei Kindern, während akute myeloischen Leukämien (AML) mit verschiedenen Untergruppen etwa 80% aller akuten Leukämien bei Erwachsenen ausmachen. Die Translokation t(8;21) resultiert in der Entstehung des Fusionsgens AML1-ETO und zählt zu den häufigen Translokationen bei der AML. Dabei fusioniert die DNA-bindende Domäne des AML1 mit dem fast kompletten ETO-Protein. AML1-ETO wirkt als dominanter Repressor der AML1-vermittelten transkriptionellen Regula-tion wichtiger hämatopoetischer Zielgene. Klinische Daten legen nahe, dass trotz der klarer Assoziation zwischen AML und der t(8;21) Translokation bei AML Patienten zusätzliche genetische Veränderungen – so genannte ‚second hits‘ – notwendig sind, um eine Leukämie effizient zu induzieren. Klinisch relevanten Komplimentationsonkogene sind unter anderen die aktivierte Rezeptortyrosinkinase FLT3, JAK2, NRAS, KRAS, c- KIT.rnZiel der vorliegenden Arbeit war es, ein Mausmodell zu etablieren, welches humane akute myeloische Leukämie rekapituliert und bei dem die Expression der entsprechen-den Onkogene reguliert werden kann. Als erstes wurde untersucht, ob eine gemeinsame Expression von AML1-ETO mit kRASG12D zur Induktion von Leukämie führen kann. Hierfür wurden Tiere generiert die gemeinsam AML1-ETO und kRASG12D unter der regulatorischen Sequenz des Tetrazyklin-Operators exprimierten. Der große Vorteil dieser Technologie ist die regulierbare Reversibilität der Genexpression. Um die Ex-pression der Zielgene auf blutbildende Zellen zu beschränken, wurden Knochenmark-chimären hergestellt. Im Beobachtungszeitraum von 12 Monaten führte die Expression von AML1-ETO und AML1-ETO/kRASG12D nicht zur Induktion einer akuten Leukä-mie. Die normale hämatopoetische Entwicklung war jedoch in diesen Tieren gestört. Der beobachtete Phänotyp entsprach einem myelodysplastischen Syndrome (MDS).rnIm zweiten Ansatz, wurden Tiere generiert die gemeinsam AML1-ETO und FLT3-ITD exprimierten. Hierfür wurden hämatopoetische Stammzellen aus ROSA26-iM2/tetO-AML1-ETO isoliert und mit Hilfe des retroviralen Vektors mit FLT3-ITD transduziert. In diesem Modell war es möglich, in kurzer Zeit eine akute Leukämie mit zu induzieren. Einige wenige Tiere hatten zum Zeitpunkt des Todes Anzeichen einer biphänotypischen Leukämie mit lymphatischen und myeloischen Blastenpopulationen. In drei Tieren in-duzierte die alleinige Expression von FLT3-ITD eine Leukämie. Alle Leukämien wurden durch FACS, Zytologie und Histopathologie bestätigt. Knochenmark- bzw. Milzzellen aus den erkrankten Tieren waren in der Lage nach Transfer in sekundäre Rezipienten eine Leukämie auszulösen. Somit besaßen sie ein uneingeschränktes Selbsterneue-rungspotential.rnEin erster Versuch, in dem AML1-ETO Expression in leukämischen Zellen abgeschaltet und FLT3-ITD mit Tyrosinkinase-Inhibitor inhibiert wurde, zeigte keine wesentliche Veränderung in der Leukämieprogression.rnDieses Leukämiemodell erlaubt die Rolle der beteiligten Onkogene während verschie-dener Stadien der Leukämie zu erforschen und damit möglicherweise neue Ansätze für Therapiestrategien zu entwickeln.
Acute leukemia occurs at all ages. Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common leukemia of children, while acute myeloid leukemia (AML) is more often af-fecting adults. The translocation t(8;21) results in the formation of the fusion gene AML1-ETO and is among the most common rearrangements found in AML. As a result of the translocation the DNA-binding domain of AML1 is fused to the almost entire ETO protein, a co -repressor for a variety transcription factors. AML1-ETO function in leukemogenesis is based on its dominant-negative effects on AML1 target genes. Clini-cal data of AML patients suggest that additional genetic changes - so-called ‘second hits’ – besides the t(8;21) translocation are necessary to cause leukemia. Such mutations have been described for various genes, such as JAK2, NRAS, KRAS, c- KIT and FLT3-ITD.rnThe aim of the present study was to establish a mouse model which recapitulates human acute myeloid leukemia and which allows regulation of the expression of the corre-sponding oncogenes. rnFirst, it was investigated whether or not a cooperation of the AML1-ETO and kRASG12D may lead to induction of leukemia. Therefore, transgenic mice were established which simultaneously expressed AML1-ETO and kRASG12D under tetracycline inducible pro-moter elements. The great advantage of this technology is the reversibility of the regu-lated gene expression. In order to restrict the expression of the target genes on hemato-poietic cells, bone marrow chimeras were produced. Simultaneous expression of these 2 oncogenes did not lead to leukemia within 12 months. The normal hematopoietic devel-opment, however, was disturbed in these animals. The observed phenotype correspond-ed to myelodysplastic syndrome.rnIn the second approach, mice were generated in which the hematopoietic cells co-expressed AML1-ETO and FLT3-ITD. Bone marrow of the above mentioned inducible AML1-ETO transgenic mice was transduced with a retroviral vector containing FLT3-ITD. Acute leukemia in these mice developed within a short time. A few animals de-veloped a bi-phenotypic leukemia with lymphoid and myeloid blast populations. Three mice expressing only of FLT3-ITD also developed leukemia. All cases of leukemia were confirmed by cytometry, cytology and histopathology. Bone marrow or spleen cells isolated from leukemic animals were able to transfer leukemia into secondary recipients. Thus these cells had an unlimited self-renewal potential.rnA first attempt to simultaneously turn off expression of AML1-ETO and inhibit FLT3-ITD function by a tyrosine kinase inhibitor in leukemic cells, showed no significant change in leukemia progression.rnTogether, this model of leukemia allows investigating the role of oncogenes involved in different stages of leukemia and thus may facilitate new approaches for therapeutic strategies.
DDC: 000 Allgemeines
000 Generalities
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1818
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:JGU-Publikationen

Files in This Item:
File SizeFormat 
4026.pdf9.3 MBAdobe PDFView/Open