Die Stammzellhierarchie akuter Leukämien des Kindesalters

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1 Die Stammzellhierarchie akuter Leukämien des Kindesalters - biologische Grundlagen und klinische Implikationen - Priv.-Doz. Dr. med. Josef Vormoor Klinik und Poliklinik für Kinderheilkunde - Pädiatrische Hämatologie/Onkologie - Universitätsklinikum Münster (UKM)

2 Stammzellhierarchie der Hämatopoese CD34+ CD38- Stammzell- Kompartiment Normale Lymphopoese Normale Myelopoese Selbsterneuerung Differenzierung

3 Stammzellhierarchie der AML Transplantation sortierter AML-Blasten Nur Blasten mit einem CD34+CD38- Phänotyp übertragen die AML auf die Mäuse! auf SCID-Mäuse Nature 367: , 1994

4 Greaves Hypothese der Stammzellhierarchie der ALL CD19+ B-Zell-Kompartiment CD34+ CD38- Stammzell- Kompartiment typische ALL im Kindesalter Normale Lymphopoese Normale Myelopoese

5 Prälymphatisches Zell-Kompartiment: CD34+CD19- Sind die CD34+CD19- Zellen normal oder leukämisch? Br J Haematol 100: , 1998 und 107: , 1999

6 => Aufreinigung CD34+CD19- Zellen mittels Zellsortierung CD34+CD19- RT-PCR FISH-Analyse In vitro-kultivierung

7 TEL/AML1-positive ALL/t(12;21)

8 FISH-Analyse für t(12;21) Prozentsatz an TEL/AML1-positiven Zellen CD34+CD19- CD34+CD19+ leukämische Blasten n 5 6 MW 2.5 % 95.3 % SW +/- 4.2 % +/- 35.8% Blood 100: , 2002

9 Quantifizierung der TEL/AML1-Transkripte in sortierten CD34+CD19- Zellen Mittelwert: 1.6 % (n = 8) 100% 10% 1% 0.1% grün - Pat. #1, blau - Pat. #2, rot - Pat. #3, orange - Pat. #4 Blood 100: , 2002

10 Der Prozentsatz leukämischer Zellen entspricht der Sorterkontamination => Bestätigung der Greaves Hypothese % RT-PCR FISH Sorterkontamination (n = 8) (n = 5) (n = 6) Blood 100: , 2002

11 Kolonieassays mit CD34+CD19- Zellen g m 1 Pat. # Pat. # TEL/AML1 GAPDH

12 MLL/AF4-positive ALL/t(4;11)

13 Sortierte CD34+CD19- Zellen bei der MLL/AF4-positiven ALL Kolonieassays M G G E E E E + - FISH-Analyse Patient CD34+CD19- MLL/AF4 CD34+CD19+ leukämische Blasten # % 94 % #2 93,5 % 96 % #3 79,0 % 98 % GAPDH

14 Stammzellhierarchie akuter Leukämien CD19+ B-Zell-Kompartiment CD34+ CD38- Stammzell- Kompartiment typische ALL im Kindesalter Normale Lymphopoese Normale Myelopoese Hochrisiko-ALL AML

15 Die leukämische Stammzelle als therapeutisches Target CD19+ B-Zell-Kompartiment CD34+ CD38- Stammzell- Kompartiment typische ALL im Kindesalter Normale Lymphopoese Normale Myelopoese Hochrisiko-ALL AML

16 => Chemotherapie Ereignisfreies Überleben ALL-BFM-90 Schrappe et al., Blood 95: , 2000

17 => Allogene Knochenmarktransplantation Therapieintensivierung durch die Konditionierung Allogener Immuneffekt (GvL) z.b. gegen Hämatopoese-restringierte Minor- Histokompatabiliätsantigene ==> Vernichtung der Empfänger- Hämatopoese plus Stammzellersatztherapie

18 => Allogene Knochenmarktransplantation 1 Ereignis-freies Überleben,8,6,4,2 * Rezidive: 29% Therapiemortalität: 14% nicht-maligne (n = 13) maligne (n = 30) * 0 Stand: UKM Münster Tage nach KMT

19 => Spezifische Therapie: z.b. Immuntherapie gegen CD19 Frühe Expression (DJ H /VDJ H -Rearrangement) B-Zell-spezifische Expression (Pax5, EBF, BSAP) CD19 Knock-out-Mäuse: nur B-Zell-Defekt B-Zellrezeptorkomplex => CD19: geeignetes Target

20 Akute Leukämien entstehen auf unterschiedlichen Ebenen innerhalb der Hierarchie der Hämatopoese! Diese Stammzellhierarchie ist u.a. zu beachten: bei der Analyse der Minimalen Resterkrankung bei der Analyse von Genexpressionsprofilen bei der Entwicklung spezifischer Therapien

21 Klinik und Poliklinik für Kinderheilkunde - Pädiatrische Hämatologie/Onkologie - Universitätsklinikum Münster Beteiligte Arbeitsgruppen: Stammzellbiologie Annegret Rosemann Andrea Hötte Halvard Pinz Marc Hotfilder Josef Vormoor Zelluläre Immuntherapie Annette Bär Sibylle Pscherer Claudia Rössig Heribert Jürgens Externe Kollaborationen: Zentrum für Kinderheilkunde Universitätsklinikum Gießen Silja Röttgers Jochen Harbott Princess Margaret Hospital, Toronto John Dick Weizmann Institute of Science, Rehovot Tsvee Lapidot Baylor College of Medicine, Houston Cliona Rooney Malcolm Brenner