Epigenetik und In-vivo-Resistenz von Stammzellen der chronischen myeloischen Leukämie gegenüber Tyrosinkinase-Inhibitoren (EPIK)

Chronische myeloische Leukämie (CML) ist ein Modell der Leukämogenese, da die maligne Transformation einer hämatopoetischen Stammzelle als Folge eines einzigartigen Hauptereignisses angesehen wird: der Translokation t(9;22), die in der Lage ist, das chimäre BCR-ABL-Protein zu produzieren . Die Behandlung von CML hat mit der Entwicklung von Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI), die auf die Aktivität des BCR-ABL-Proteins abzielen, erhebliche Fortschritte gemacht. Trotz der Wirksamkeit dieser Medikamente zeigten mehrere Studien die Existenz einer intraklonalen Heterogenität und das In-vivo-Überleben einer Untergruppe von leukämischen Stammzellen (LSC) durch:

• Eine nachweisbare Resterkrankung in den meisten Fällen und nach mehrjähriger Behandlung.
• Der Rückfall von etwa der Hälfte der Patienten nach dem Absetzen von TKI; diese Rückfälle sind der Beweis für die In-vivo-Persistenz von LSC, selbst wenn der CML-Klon besonders empfindlich auf TKI reagiert.
• Fälle von ungeklärter TKI-Resistenz (keine BCR-ABL-Mutation etc…)

Die Mechanismen, die am In-vivo-Überleben von LSC beteiligt sind, bleiben weitgehend unbekannt. Mechanismen, die von der BCR-ABL-TK-Aktivität unabhängig sind, könnten für das Überleben von LSC verantwortlich sein. Die Tatsache, dass CML die Folge von t(9; 22) ist, wenn sie in einem HSC auftritt, legt jedoch nahe, dass ein stammzellspezifischer biologischer Status eine Rolle bei der Entstehung der Krankheit und wahrscheinlich der Besonderheit dieser Zelluntergruppe spielen sollte . Mehrere Studien zeigten die wesentliche Rolle epigenetischer Faktoren im Verhalten von Stammzellen (Ruhezustand, Selbsterneuerung oder Differenzierungsprozess). In CML-Zellen wurde eine epigenetische Dysregulation einiger Genexpressionen beobachtet, und Veränderungen in der DNA-Methylierung sind an der CML-Progression in Richtung einer akzelerierten oder Blastenphase beteiligt, die resistenter gegen TKIs ist. Diese Beobachtungen führten zu einer klinischen Studie, in der TKI mit epigenetischen Medikamenten kombiniert wurde, deren Ergebnisse die In-vivo-Beteiligung epigenetischer Mechanismen während der CML-Progression bestätigten. Die Rolle der Epigenetik bei der frühen Resistenz einer Untergruppe von CML-Zellen in der chronischen Phase bleibt jedoch unbekannt.

Die Hypothese ist, dass epigenetische Merkmale an der TKI-Resistenz von CML-LSC und ihrem Überleben im Knochenmark beteiligt sein könnten.

Um neue Mechanismen und/oder neue Ziele zu identifizieren, die an der LSC-Resistenz beteiligt sind, wählen die Forscher einen globalen Ansatz des DNA-Methylierungsprofils mit einem HM450K-Mikroarray. Der Prüfer analysierte die sortierte CML-CD34+-CD15-Zell-Untergruppe (n=6) im Vergleich mit: 1) CD34+-CD15--Zellen von gesunden Spendern (hämatopoetische Transplantate), um Besonderheiten der normalen hämatopoetischen Hierarchie zu eliminieren, 2) der CD34-CD15+-Untergruppe -Klon aus dem CML-Klon vor jeglicher Behandlung, um charakteristische Merkmale des reifen CML-Kompartiments zu eliminieren. Die CD34+CD15-Zellen zeigten ein spezifisches DNA-Methylierungsprofil, von der Diagnose und von dieser Ebene der Zellhierarchie ((Bourgne et al., mündliche Mitteilung, SFH-Tagung 2017, eingereichtes Manuskript). Um für CML-Zellen spezifische Biomarker zu identifizieren, entfernte der Forscher abnormal methylierte Regionen, die während der hämatopoetischen Differenzierung unterschiedlich methyliert wurden. Nach diesem Schritt identifizierten die Sonden 825, 2210 und 1461 Regionen, die in CD34-CD15+-, CD34+-CD15-CML-Zellen bzw. beiden spezifisch dysmethyliert waren. Der Ermittler beobachtete auch Veränderungen in der Expression epigenetischer Akteure. Diese Ergebnisse bestätigen unsere Hypothese. Mit den kürzlich in der Literatur veröffentlichten Daten argumentieren sie nachdrücklich für die Beteiligung der epigenetischen Dysregulation an der nativen intraklonalen Heterogenität und rechtfertigen dieses originelle translationale Forschungsprojekt.