Dokument: Molekulare Wirkmechanismen von Tyrosinkinase-Inhibitoren in der Therapie der chronischen myeloischen Leukämie

Titel:	Molekulare Wirkmechanismen von Tyrosinkinase-Inhibitoren in der Therapie der chronischen myeloischen Leukämie
Weiterer Titel:	Molecular mechanisms of action of tyrosine-kinase inhibitors in the therapy of chronic myelogenous leukemia
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=15466
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20100629-110301-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. rer. nat. Brünnert, Daniela [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,50 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.06.2010 / geändert 29.06.2010
Beitragende:	Prof. Dr. Haas, Rainer [Gutachter] Prof. Dr. Martin, William [Gutachter]
Stichwörter:	CML, Imatinib, Nilotinib, Genexpressionsanalysen
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Bei der chronischen myeloischen Leukämie (CML) handelt es sich um eine maligne Stammzellerkrankung, deren charakteristisches Merkmal eine reziproke Translokation der Chromosomen 9 und 22 (Philadelpia-Chromosom) ist, die zur Bildung des BCR-ABL Onkoproteins führt. Dieses spielt durch eine gesteigerte Tyrosinkinaseaktivität eine essentielle Rolle in der leukämischen Zelltransformation. In der Therapie der CML werden seit 2000 hoch potente und nebenwirkungsarme Tyrosinkinase-Inhibitoren eingesetzt. In dieser Arbeit werden frühe transkriptionelle Veränderungen bei Patienten aufgezeigt, die durch Imatinib-Therapie induziert werden. Eine hierarchische Clusteranalyse zeigte bei den vor Therapie und nach 7 Tagen Imatinib-Therapie gewonnenen CD34+ Stammzellen eine klare Differenzierung zwischen beiden Gruppen. Von den etwa 14.500 auf dem Genchip gespotteten Genen waren 183 Gene mit einem Lower Confidence Bound von mindestens 1,2-fach signifikant herunter sowie 120 Gene signifikant hoch reguliert. Die Gene ließen sich dabei verschiedenen funktionellen Gruppen zuordnen. Dabei waren in der pathophysiologisch relevante Gruppe der Adhäsion nach 7 Tagen Imatinib-Therapie Gene hoch reguliert, während Zellzyklus-assoziierte Gene ebenso wie DNA Replikations- und Reparaturassoziierte Gene herunter reguliert waren. Betrachtet man die differenziell exprimierten Gene, lässt sich schlussfolgern, dass eine initiale bessere Adhäsion der Ph+ CD34+ Zellen an den verschiedenen Komponenten der Knochenmarkmatrix mit einem verminderten Zellzyklus inklusive einer verminderten DNA Replikation und mitotischer Aktivität einhergeht. Dies wiederum zieht eine verminderte Proliferation, Expansion und Produktion leukämischer Stammzellen nach sich. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigte sich mit Untersuchungen zu Ursachen für die Überlegenheit des TKIs Nilotinib gegenüber Imatinib am Modell der K562 Zelllinie. Der Vergleich der Genexpressionsprofile von mit 0,5 µM Imatinib versus DMSO behandelten K562 Zellen mit 0,05 µM Nilotinib versus DMSO behandelten K562 Zellen zeigte, dass durch die Behandlung durch Nilotinib 2,18-mal so viele Gene differenziell exprimiert waren. Auch ihr differenzieller Expressionsgrad war stärker als in Imatinib behandelten Zellen. Dabei waren Gene des BCR-ABL Signalings, Proliferation und Zellzyklus sowie Resistenzassoziierte Gene in die gegensätzliche Richtung differenziell exprimiert wie in der CML Pathologie. Funktionell konnten die Genexpressionsdaten für Proliferation, Apoptose sowie Zellzyklus validiert werden. Die Untersuchungsergebnisse geben einen molekularen Einblick in die stärkere Effizienz von Nilotinib gegenüber Imatinib. Chronic myelogenous leukemia (CML) is a malignant stem cell disorder characterized by a characteristic reziprocal translocation of chromosomes 9 and 22 creating an aberrant fusion gene called Philadelphia chromosome resulting in the formation of the BCR-ABL oncogene. This oncogene has an essential role in the leukemic cell transformation through an increased tyrosine-kinase activity. For therapy of CML highly potent tyrosine-kinase inhibitors with low side effects are used since 2000. In this work, early transcriptional changes induced by Imatinib-therapy in CML patients are depicted. A supervised hierarchical cluster analysis of the CD34+ cells obtained before and 7 days after starting Imatinib provides a distinct set of genes permitting a clear discrimination between the two sets of samples. Looking at the 14.500 genes spotted on the array, we found that 183 genes were downregulated, whereas 120 genes were upregulated with a lower bound of at least 1.2-fold. These differentially expressed genes were related to the different functional groups. Genes involved in adhesive interactions showed an increased expression following the treatment with Imatinib while genes governing cell cycle and DNA replication generally had a reduced level of expression. Looking on the differentially expressed genes a conclusion is that improved adhesion of Ph+ CD34+ cells to the matrix components of bone marrow goes along with decelerated cell cycle, including decreased DNA replication and mitotic cell activity. This would be translated into decreased proliferation, expansion and production of leukemic stem cells. In the second part of this work investigations concerning reasoning of superiority of Nilotinib over Imatinib were performed on a K562 cell line. The comparison of the gene expression profile of 0.5 µM Imatinib versus DMSO treated K562 cells with 0.05 µM versus DMSO treated K562 cells revealed that a treatment of Nilotinib resulted in a 2.18fold number of differentially expressed genes. Furthermore changes in their expression degree were stronger different in Nilotinib than in Imatinib treated cells. Thereby genes concerning BCR-ABL signalling, proliferation and cell cycle as well as resistance and disease progression associated genes were expressed opposite to those induced by CML pathology. Functional, gene expression data could be validated for proliferation, apoptosis and cell cycle. The results give a molecular insight in the stronger efficacy of Nilotinib compared to Imatinib.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Bezug:	November 2006 - Februar 2010
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	29.06.2010
Dateien geändert am:	29.06.2010
Promotionsantrag am:	05.03.2010
Datum der Promotion:	21.06.2010