CD44-Hyaluronan Interaktionen in der CLL Pathophysiologie

Die B-Zell Chronisch Lymphatische Leukämie (CLL) zeichnet sich durch eine Akkumulierung von malignen B- Zellen im Blut, dem Knochenmark und den sekundären lymphatischen Organen aus. Das Überleben und die Vermehrung der CLL-Zellen sind stark auf Signale des Tumor-Mikromilieus und der Immunzellen angewiesen. Die Krankheit gilt immer noch als unheilbar, da die Tumorzellen durch die derzeitigen Therapien zwar zurückgedrängt, aber nicht vollständig beseitigt werden können. In den letzten Jahren widmet sich daher die Forschungsaktivität mehr und mehr den Mechanismen innerhalb des Tumor-Mikromilieus, die das Überleben der Tumorzellen selbst unter Therapie unterstützen. Die Proliferation der CLL-Zellen findet in sogenannten Pseudofollikeln in den Lymphorganen statt. In diesen Proliferationszentren kann man eine räumliche Nähe der sich teilenden malignen B-Zellen mit aktivierten CD4+ Lymphozyten beobachten, die CD40 Ligand exprimieren. Daher nimmt man an, dass aktivierte T-Zellen die Teilung der Tumorzellen in lymphatischen Zonen unterstützen. Es ist daher von großem Interesse, zu verstehen, wie die malignen B-Zellen in diese schützenden und aktivierenden Bereiche gelangen und wie sie in der Nähe von T-Zellen lokalisiert werden. Das Adhäsionsmolekül CD44 trägt durch seine komplex regulierten Wechselwirkung mit dem Liganden Hyaluronsäure (HA) kritisch zur Aktivierung, zur Wanderung und zur Retention von Lymphozyten bei. Außerdem wird die Expression von CD44 und insbesondere von CD44 Varianten (CD44v) mit verschiedenen Tumorerkrankungen in Verbindung gebracht. Wir konnten in unseren bisherigen Arbeiten zeigen, dass die Wanderung von CLL Zellen in supportive Nischen auf differenzieller adhäsiver Funktion beruht, die eng mit dem klinischen prognostischen Risiko der CLL Zellen assoziert ist. Der vorgelegte Antrag hat das Ziel, den Beitrag von CD44(v)-HA Wechselwirkungen für die Lokalisierung der B- Zellen in schützenden und aktivierenden lymphatischen Zonen zu ermitteln und daraus resultierende pathophysiologische Konsequenzen zu untersuchen. Dafür sind erstens adoptive Transferexperimente von humanen CLL-Zellen in immun-defiziente Mäuse sowie videomikroskopische Ansätze zur Analyse der Wanderung der Zellen geplant. Zweitens werden wir analysieren, welche Auswirkungen eine Aktivierung der Zellen durch CD40L auf die Adhäsivität von CD44(v) zu HA hat und welche Konsequenzen sich daraus für das Überleben, die Chemoresistenz und die Proliferation der Tumorzellen ergeben. Drittens werden wir ein transgenes Mausmodell für CLL mit einer konditionellen Defizienz von CD44 in den B-Zellen etablieren und charakterisieren und damit unsere in vitro Daten valididieren. Wir hoffen, mit diesem Projekt einen Beitrag zum besseren Verständnis der molekularen Mechanismen der Pathogenese, insbesondere der Positionierung maligner Zellen in lymphatischen Organen und daraus resultierenden funktionellen Konsequenzen bei der CLL leisten zu können.

Die Chronisch Lymphatische Leukämie (CLL) ist eine Erkrankung von malignen B-Zellen, die sich im Blut, Knochenmark und in den sekundären lymphatischen Organen anreichern. Das Wachstum der Tumorzellen ist auf Signale des immunologischen Tumor-Mikromilieus in lymphatischen Organen angewiesen. Diese Erkenntnis hat sich in den letzten Jahren in dem enormen Erfolg neuartiger Medikamente niedergeschlagen, die unter anderem durch Störung der Leukämie-Tumormikromilieu Kommunikation wirken. Es ist daher von Wichtigkeit, die Mechanismen besser zu verstehen, die verantwortlich dafür sind, dass die Tumorzellen schützende und proliferationsfördernde Zonen der lymphatischen Organe besiedeln. Das Adhäsionsmolekül CD44 und insbesondere das Auftreten von CD44 Varianten (CD44v) wird mit verschiedenen Tumorerkrankungen in Verbindung gebracht und kann durch seine komplex regulierte Wechselwirkung mit dem Liganden Hyaluronsäure (HA) Einfluss auf die Kommunikation von Tumorzellen mit der Umgebung nehmen.Dieses Projekt hatte das Ziel, den Beitrag von CD44(v)-HA Wechselwirkungen zur Tumorzell-Infiltration in lymphatischen Organen und daraus resultierende pathophysiologische Konsequenzen zu ermitteln. Dafür wurde ein transgenes CLL Mausmodell mit einer konditionellen Defizienz von CD44 in den B- Zellen etabliert und charakterisiert und durch in vitro und in vivo Versuche zur Wanderung, Aktivierung und Proliferation sowohl von murinen als auch humanen Leukämiezellen ergänzt.Unsere Analysen führten zu folgenden neuen Erkenntnissen:1. Aktivierende immunologische Signale des Mikromilieus induzieren die Transkription von bestimmten CD44 Isoformvarianten und posttranslationalen Modifikationen.2. Dieser Wechsel der Formen führt zu einer erhöhten Bindung an den Liganden, der von Stromazellen präsentiert wird, was wiederum ein Stoppsignal für die wandernden Zellen zur Folge hat, die sich in der schützenden Nische niederlassen und nachfolgend proliferieren können.3. Ein genetischer Verlust von CD44 in den B-Zellen von Leukämie-Mausmodellen führt zu einem verlangsamten Verlauf der Erkrankung, wobei die Milz das entscheidende Organ für die Tumorzellproliferation ist, mit untergeordneter Bedeutung des Knochenmarks. Die Milzumgebung aktiviert den NF-kB Signalweg in Leukämiezellen, was zur Bildung der CD44 Variante 6 führt, die wiederum das Wachstum des Tumors reguliert.Zusammenfassend schlagen wir einen Kreislauf von NF-kB Signalen, der CD44 Variante 6 und der Proliferation von Tumorzellen vor. Unsere Daten liefern einen Beitrag zum besseren Verständnis der molekularen Mechanismen der Leukämie-Pathogenese, insbesondere der Positionierung maligner Zellen in lymphatischen Organen, und daraus resultierenden therapeutischen Konsequenzen.