Dokument: Paired Box 5 (PAX5) in B cell precursor acute lymphoblastic leukemia

Titel:	Paired Box 5 (PAX5) in B cell precursor acute lymphoblastic leukemia
Weiterer Titel:	Paired Box 5 (PAX5) in B Zell Vorläufer akuten lymphoblastischen leukämien
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=40871
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20170111-105334-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Auer, Franziska [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,75 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.01.2017 / geändert 09.01.2017
Beitragende:	Prof. Dr. Borkhardt, Arndt [Gutachter] Prof. Dr. Aberle, Hermann [Gutachter]
Stichwörter:	PAX5, B Zell Leukämie
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Although significant improvements in the treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL) have been made over the last decade, with survival rates up to 90%, its treatment still requires intensive therapy and the prognosis for certain subtypes or relapse patients remains poor. In order to develop new individualized therapy approaches, which minimize toxicity and treat each patient according to their tumor-specific lesion rather than by a standard protocol, the genetic basis of the disease has to be elucidated. In this regard, inherited predisposing variants are of special interest, since the identification and study of these susceptibility loci enables potential therapeutic intervention even before a phenotypic manifestation of the disease. In this study, we characterized three individuals with childhood B cell precursor ALL (BCP-ALL) from one family. We were able to identify a rare heterozygous germline variant PAX5 c.547G>A with incomplete penetrance in the family using a whole exome sequencing (WES) approach. The mutation confers reduced transcriptional activity in vitro, by affecting the octapeptide domain of the paired box 5 (PAX5) gene, one of the most important master regulators in B cell development. Single nucleotide polymorphism (SNP) array analysis further revealed somatic deletions of large regions on chromosome 9p in all three children, which encompassed the tumor suppressor locus CDKN2A. Moreover, these chromosomal aberrations lead to tumor specific loss of the PAX5 wildtype (WT) allele, retraining the mutant PAX5 c.547G>A allele. The mutation is extremely rare and confined to distinct family backgrounds, since its presence was detected neither in a representative ALL cohort, nor in a healthy cohort of 1100 individuals. We were able to further connect inherited Pax5 susceptibility to leukemia development after exposure to infection, since we showed that BCP-ALL was initiated in Pax5+/- mice only when they were exposed to common pathogens. Strikingly, these murine BCP-ALLs closely resembled the human disease. We additionally identified somatic inactivating alterations affecting the remaining WT Pax5 allele, as well as activating mutations of the tyrosine kinase Jak3. Therefore, we suggest that inactivating aberrations of Pax5 promote leukemogenesis by creating an aberrant progenitor compartment that is susceptible to malignant transformation through constitutive active Jak3 kinase signaling. Taken together, we were able to identify PAX5 c.547G>A as a new inherited susceptibility variant for BCP-ALL. This scenario could be extended to a murine Pax5+/- model, which displayed BCP-ALL development after infection exposure, with additional somatic aberrations affecting the remaining Pax5 WT allele, as well as activating mutations in Jak3, which finally drive BCP-ALL in Pax5 heterozygous mice. Im letzten Jahrzehnt konnten erhebliche Fortschritte in der Behandlung von akuter lymphatischer Leukämie (ALL) erzielt werden, welche sich in Überlebensraten von bis zu 90% widerspiegeln. Aufgrund intensiver Therapien, sowie schlechter Prognosen für Hochrisikogruppen und Patienten mit einem Rückfall, wird die Entwicklung neuer Behandlungen forciert, welche individuell auf den Patienten zugeschnitten sind. Hierfür ist die Aufklärung der genetischen Krankheitsgrundlage entscheidend. Vererbte, prädisponierende Mutationen sind dabei von besonderem Interesse, da die Identifizierung von Suszeptibilitätsregionen im Genom die Basis für präventive Therapien schafft. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung von drei Kindern aus einer Familie, welche alle an einer B Zell Vorläufer ALL erkrankt sind. Mithilfe von Exom-Sequenzierung konnten wir eine seltene heterozygote Keimbahnmutation mit unvollständiger Penetranz in PAX5 (c.547G>A) identifizieren. Das betroffene PAX5 Gen stellt einen Hauptregulator der B Zell Entwicklung und Differenzierung dar. Wir konnten zeigen, dass es durch die in der Oktapeptiddomäne gelegene Mutation zu einer Verringerung der PAX5 Aktivität kommt. Des Weiteren wiesen die Tumore aller drei Kinder Deletionen auf Chromosom 9p auf, welche nicht nur den Tumorsuppressor Lokus CDKN2A, sondern auch das verbleibende Wild Typ (WT) PAX5 Allel mit einschlossen. Darüber hinaus konnte die gefundene PAX5 c.547G>A Mutation weder in einer Leukämiekohorte mit 9p Deletionen, noch in einer gesunden Kohorte mit 1100 Individuen gefunden werden, was ihre Seltenheit unterstreicht. Außerdem konnten wir zeigen, dass Infektionsexposition zu Leukämieentwicklung mit unvollständiger Penetranz in Pax5 heterozygoten (Pax5+/-) Mäusen führt. Die murinen Leukämien wiesen eine hohe Ähnlichkeit zu humanen B Zell Vorläufer ALL auf und zeigten ähnlich der analysierten Kinder eine reduzierte Pax5 Aktivität in den Tumoren. Darüber hinaus wurden in den murinen Leukämien aktivierende Mutationen in der Tyrosinkinase Jak3 akquiriert, welche zur malignen Transformation beitrugen. Zusammenfassend konnten wir die erbliche PAX5 Mutation c.547G>A als neue Suszeptibilitätsmutation für die B Zell Vorläufer ALL Entwicklung identifizieren. Das humane Szenario konnte des Weiteren auf ein Pax5+/- Mausmodell ausgedehnt werden in dem nur Infektion exponierte Mäuse eine B Zell Vorläufer ALL entwickelten. Diese murinen Leukämien wiesen zusätzliche somatische Mutationen in dem verbleibenden Pax5 WT Allel, sowie aktivierende Jak3 Mutationen auf, welche nachweislich an der malignen Zellproliferation beteiligt waren.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	11.01.2017
Dateien geändert am:	11.01.2017
Promotionsantrag am:	19.10.2016
Datum der Promotion:	28.11.2016