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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-34942
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2007/3494/


Die Bedeutung der Inositol-5-Phosphatase SHIP für das Wachstum hämatopoetischer Progenitorzellen von Patienten mit myeloproliferativen Syndromen und akuten myeloischen Leukämien

Metzner, Anja

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Freie Schlagwörter (Deutsch): SHIP-1 , Leukämien
Basisklassifikation: 44.81
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Mayr, Georg W. (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.10.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 27.11.2007
Kurzfassung auf Deutsch: Leukämien sind bösartige Erkrankungen hämatopoetischer Zellen, die durch unkontrolliertes Wachstum eines transformierten Zellklons gekennzeichnet sind. In Abhängigkeit vom klinischen Verlauf, dem Reifegrad und der Abstammung, der pathologisch veränderten Leukozyten, unterteilt man sie in akute und chronische sowie in lymphatische und myeloische Leukämien. Die Entstehung einer Leukämie ist ein multifaktorieller Prozess, der durch die Akkumulation von Mutationen zur malignen Transformation einer hämatopoetischen Zelle führt. Viele der von Protoonkogenen bzw. Tumorsuppressorgenen codierten Proteine dienen als Regulatoren des Zellwachstums. Dies führte zu einem Modell, nach dem das unkontrollierte Wachstum der entarteten Zelle durch die Aktivierung von proliferationsfördernden oder durch die Inaktivierung von proliferationshemmenden Regulatoren des Zellwachstums ausgelöst wird.
Die Inositol-5-Phosphatase SHIP-1 gehört zu den negativen Regulatoren von Wachstums-vermittelnden Signalen in hämatopoetischen Zellen. Der Phänotyp der SHIP-1-knockout-Maus ist durch eine erhöhte Anzahl von myeloischen Vorläuferzellen in Knochenmark und Milz gekennzeichnet. Dies wird durch eine erhöhte Sensitivität gegenüber hämatopoetischen Wachstumsfaktoren verursacht. Dieses Erscheinungsbild hat Ähnlichkeiten mit den myeloischen Erkrankungen des Menschen wie der akuten myeloischen Leukämie und den myeloproliferativen Syndromen.
In dieser Arbeit wurde untersucht, ob die Überexpression von SHIP-1 das Wachstum von myeloischen Progenitorzellen von gesunden Spendern und von Leukämiepatienten in vitro hemmen kann. Es wurden 11 gesunde Spender, 2 Patienten mit einer juvenilen myelomonozytären Leukämie (JMML), 12 Patienten mit einer akuten myeloischen Leukämie und ein Patient mit einem myeloproliferativen Syndrom (MPS) analysiert. Die CD34+-Zellen der JMML-Patienten wurden mit einem retroviralen, die CD34+-Zellen der AML-Patienten mit einem lentiviralen Koexpressionsvektor transduziert, der EGFP und SHIP-1 oder eine enzymatisch inaktive Form von SHIP-1 (D672A) enthielt. Die EGFP+-Zellen wurden sortiert und analysiert. Die retroviral transduzierten CD34+-Zellen von gesunden Spendern zeigten eine Hemmung des GM-CSF-abhängigen Koloniewachstums durch SHIP-1 um 36% und in der Flüssigkultur um 69%. Durch die Verwendung des lentiviralen Vektors konnte das GM-CSF-abhängige Wachstum der CD34+-Zellen von gesunden Spendern in der Flüssigkultur sogar um 90% gehemmt werden. Die Expression von SHIP-1 bewirkte eine Hemmung des GM-CSF-abhängigen Wachstums der CD34+-Zellen eines JMML-Patienten, der eine Mutation im PTPN11-Gen hat, um 75% und eines JMML-Patienten, der eine Mutation im KRAS2-Gen besitzt, um 70%. Das GM-CSF-abhängige Wachstum konnte weder durch den Vektor alleine noch durch eine enzymatisch inaktive Form von SHIP-1 (D672A) gehemmt werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass das GM-CSF-abhängige Wachstum der CD34+-Zellen der beiden untersuchten JMML-Patienten sowie der gesunden Spender durch SHIP-1 gehemmt werden kann und dass für diese Hemmung die enzymatische Aktivität von SHIP-1 notwendig ist.
Des Weiteren konnte bei allen 12 untersuchten AML-Patienten eine Reduktion des GM-CSF-abhängigen Wachstums der CD34+-Zellen durch SHIP-1 gezeigt werden, die im Durchschnitt bei 85% lag. Von besonderem Interesse war die Analyse eines MPS-Patienten, dessen CD34+-Zellen ein autonomes Wachstum in vitro zeigten, das durch die Expression von SHIP-1 um 56% gehemmt werden konnte. Die Hemmung des GM-CSF-abhängigen Wachstums durch SHIP-1 lag bei diesem Patienten bei 75%.
Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die Expression von SHIP-1 das GM-CSF-abhängige Wachstum sowie im Fall des MPS auch das autonome Wachstum von CD34+-Zellen von Leukämiepatienten in vitro signifikant hemmen kann und dass dieser Effekt abhängig von der enzymatischen Aktivität von SHIP-1 ist. Aufgrund dieser ersten Ergebnisse könnte nun in weiterführenden Experimenten untersucht werden, ob sich SHIP-1 für eine gentherapeutische Behandlung von myeloischen Leukämiepatienten eignet. Hierzu müsste zunächst in einem Tiermodell untersucht werden, ob der Gentransfer von SHIP-1 in primäre myeloische Leukämiezellen deren Wachstum in vivo hemmen kann.


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