Generierung TEL-AML1-exprimierender dendritischer Zellen aus leukämischen Blasten zur Induktion einer antileukämischen Immunreaktion

Abstract

Das Fusionsonkoprotein TEL-AML1 entsteht durch die chromosomale Translokation t(12;21)(p13;q22) und ist bei etwa 20% der akuten lymphoblastischen Leukämien (ALL) im Kindesalter nachweisbar. Eine vielversprechende Therapieoption in der Behandlung der TEL-AML1-positiven Leukämie ist die Induktion einer gegen TEL- AML1 gerichteten Immunreaktion mithilfe dendritischer Zellen. Ein neuartiger Ansatz in der Immuntherapie sieht vor, dendritische Zellen direkt aus leukämischen Blasten zu generieren. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, aus TEL-AML1-positiven Leukämiezellen dendritische Zellen zu generieren. Dies gelang durch die Verwendung von Histondeacetylase- Inhibitoren (HdI). Die dendritischen Zellen könnten im Rahmen von aktiven Immunvakzinierungen eingesetzt werden, um eine spezifische, antileukämische Immunreaktion zu induzieren. Um den Effekt verschiedener HdI auf die Generierung dendritischer Zellen zu untersuchen, wurden TEL-AML1-positive Leukämiezellen mit Zytokinen und den HdI Valproat, Isobutyrat oder Saha behandelt und anschließend durchflusszytometrisch immunphänotypisiert. Es konnte gezeigt werden, dass durch Addition von HdI dendritische Zellen generiert werden können. Gegenüber der reinen Zytokinbehandlung konnte durch die Addition von HdI eine bis zu 2,6-fache Zahl dendritischer Zellen generiert werden. Um den Einfluss der HdI-Behandlung auf die TEL-AML1-Expression zu analysieren, wurden mithilfe Real-Time quantitativer PCR (RTq-PCR) und Western Blot TEL-AML1-Genexpressionsanalysen durchgeführt. In den generierten dendritischen Zellen konnte die Persistenz des TEL-AML1-Fusionsproteins nachgewiesen werden. Im Zelllinienmodell und in fünf von sechs untersuchten Patientenproben kam es nach der Behandlung mit HdI in vitro zu keiner signifikanten Veränderung der TEL-AML1-Expression. Bei einer Patientenprobe war nach der Behandlung mit Valproat die TEL-AML1-Expression auf 0,47 herunterreguliert (p=0,01), möglicherweise infolge eines funktionellen Verlusts der TEL-Promotoraktivität durch Histonhyperacetylierung. Die ex vivo generierten dendritischen Zellen erfüllen damit wesentliche Voraussetzungen, um eine TEL-AML1-spezifische antileukämische Immunreaktion in vivo zu induzieren. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um ihren klinischen Nutzen in der Behandlung der TEL-AML1-positiven Leukämie unter Beweis zu stellen.

The fusion oncoproteine tel-aml1 is formed by chromosomal translocation t(12; 21)(p13; q22) and is present in about 20% of childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL). A promising therapeutic option in the treatment of TEL- AML1-positive leukemia is the induction of an anti-TEL-AML1 immune response utilizing dendritic cells. The direct generation of dendritic cells from leukemic blasts represents a novel approach for immunotherapy. The feasibility to generate dendritic cells from TEL-AML1-positive leukemia cells could be demonstrated in this paper. This was achieved through the utilization of histone deacetylase inhibitors (HDI). Dendritic cells generated by these means could be used for active immunization (vaccination) by inducing a specific anti-leukemic immune response. To investigate the effects of various HDI on the generation of dendritic cells, TEL-AML1-positive leukemia cells treated with cytokines and the HDI valproic acid, isobutyrate or SAHA and were then immunophenotyped using flow cytometry. It could be demonstrated that dendritic cells can be generated by addition of HDI. Adding HDI led to an increase of dendritic cells by a factor of up to 2.6 as opposed to employing cytokines only. To analyze the effect of HDI treatment on the TEL-AML1 expression, real- time quantitative PCR (rtq-PCR) and western blot gene expression analysis were performed. In dendritic cells the persistence of the TEL-AML1 fusion protein was detected. In the cell line model and in five of six patients examined, no significant change in the expression of TEL-AML1 could be detected after the treatment with hdi in vitro. In one patient sample the TEL-AML1 expression was down-regulated to 0.47 (p = 0.01) after treatment with valproic acid, possibly due to a functional loss of the tel promoter activity following histone hyperacetylation. Dendritic cells generated ex vivo thus fulfill essential prerequisites to induce a TEL-AML1-specific anti-leukemic immune response in vivo. Further studies are required to prove their clinical benefit in the treatment of TEL-AML1-positive leukemia.