Funktionelle Charakterisierung von extrazellulären Mutationen der Rezeptortyrosinkinasen KIT und FLT3 in der akuten myeloischen Leukämie

Aktivierende Mutationen in Rezeptortyrosinkinasen spielen eine
wichtige Rolle in der Pathogenese solider und hämatologischer
Neoplasien, wie der akuten myeloischen Leukämie (AML). Im Rahmen
dieser Arbeit wurden bislang nicht-charakterisierte Mutationen der
Protoonkogene c-KIT und FLT3, die in der AML auftreten, in
Zellkulturmodellen auf ihr transformierendes Potential hin
untersucht. In-frame-Mutationen in Exon 8 des c-KIT-Gens, die aus
kleinen Deletionen mit oder ohne Insertionen im extrazellulären
Bereich bestehen, treten nahezu ausschließlich in
Core-binding-Faktor-Leukämien auf und verschlechtern die Prognose
der betroffenen Patienten. Drei repräsentative Exon-8-Mutationen
wurden stabil in IL-3-abhängigen Ba/F3-Zellen exprimiert. Sie
führten zur Hyperaktiverung des Rezeptors nach Ligandenstimulation,
was sich in verstärkter Proliferation und Resistenz gegenüber
Apoptose äußerte. In Rezeptor-Crosslinking-Experimenten zeigte eine
repräsentative Exon-8-Mutante spontane und erhöhte
liganden-induzierte Dimerisierung. Die biologischen Effekte konnten
anhand einer erhöhten Phosphorylierung des nachgeordneten
Signalmoleküls Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK) bestätigt
werden. Im Gegensatz dazu hatte der
FLT3-D324N-Single-Nukleotid-Polymorphismus, der in 6.4% von
De-novo-AML-, 9.0% von CML- und 4.5% von ALL-Patientenproben
detektiert wurde, keinerlei Auswirkungen auf die Prognose von
AML-Patienten und wurde auch bei Kontrollpersonen gefunden (1.5%).
Er wies keine funktionellen Unterschiede zu Wildtyp-FLT3
hinsichtlich Rezeptorphosphorylierung, Proliferation oder
Apoptoseresistenz auf. Im Gegensatz zu Exon-8-Mutationen besitzen
KIT-Mutationen in der Aktivierungsschleife, die – wie hier gezeigt
wurde- die Prognose von Patienten mit günstigem Karyotyp
verschlechtern, Resistenz gegenüber dem PTK-Inhibitor Imatinib.
Zwei dem Imatinib nicht-verwandte Inhibitoren – PKC412 und SU5614 –
wurden auf die Ansprechbarkeit von KIT-D816V getestet. Nur PKC412
war in der Lage, das spontane Wachstum von KIT-D816V-transduzierten
Ba/F3-Zellen und die Rezeptorautophosphorylierung in HEK
293T-Zellen zu inhibieren. PKC412 führte überdies in den
Ba/F3-Zellen zu einem deutlichen G0/G1-Arrest. Die beschriebenen
In-vitro-Versuche können zwar einen ersten Einblick in die Rolle
der untersuchten Mutationen in der AML bieten, tiefergehende
Modelle sind jedoch vonnöten, um das Verständnis der
Krankheitsentstehung in diesem Kontext zu erhöhen.