Zur Resistenzentwicklung von Zellen der chronischen myeloischen Leukämie gegenüber Tyrosinkinase-Inhibitoren: Regulation und Funktion des ABC-Transporters A3

Abstract

Bei der Mehrzahl der Patienten mit chronischer myeloischer Leukämie (CML) induziert die Inhibition der BCR-ABL-Tyrosinkinaseaktivität durch die spezifischen BCR-ABL-Inhibitoren (TKI) Imatinib, Nilotinib und Dasatinib eine vollständige Remission der Erkrankung. Allerdings kommt es nach dem Absetzen der Therapie oder dem Erwerb einer Resistenz-vermittelnden Mutation des bcr/abl-Gens zu einem Rückfall, ausgehend von einer kleinen Zellfraktion, die während der Primärtherapie persistieren konnte. In Vorarbeiten zu leukämischen Vorläuferzellen mit dem Phänotyp der „side population“ (SP) wurde bereits gezeigt, dass CD34-positive Vorläuferzellen der CML eine hohe Expression des intrazellulären ABC-Transporters A3 (ABCA3) an den Membranen der Lysosomen aufwiesen, und dass Imatinib innerhalb der Leukämiezellen zu einem großen Anteil (>75 %) lysosomal kompartimentiert vorlag. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden daher die Expressionsregulation von ABCA3 in Leukämiezellen sowie der Mechanismus des ABCA3-vermittelten zellulären Exports der Tyrosinkinase-Inhibitoren näher untersucht. Mittels ektoper Überexpression sowie shRNA-mediierter Suppression wurde nachgewiesen, dass ABCA3 leukämische Zellen vor dem zytotoxischen Effekt der TKIs Imatinib, Dasatinib und Nilotinib schützte. In den die TKI-Exposition überlebenden Zellen steigerte die TKI-Behandlung die Expression von ABCA3 in vivo und in vitro, assoziiert mit einer gesteigerten Expression des embryonalen Transkriptionsfaktors SALL4, der an den ABCA3-Promotor bindet. Inhibition von ABCA3 oder SALL4 mittels genetischer Manipulation oder den Substanzen Indomethacin und Rapamycin, allerdings nicht Gamma-Interferon unterbrach die SALL4-abhängige Regulation von ABCA3 und stellte die Suszeptibilität der leukämischen Zellen gegenüber TKIs wieder her. In weiteren Analysen war dann nachzuweisen, dass Imatinib nach lysosomaler Sequestrierung sowohl als freie Substanz sowie angereichert in Mikrovesikeln vereinbar mit sekretorischen Lysosomen aus den leukämischen Zellen exportiert wurde. Die Ergebnisse dieser Arbeit können zu der Entwicklung von Strategien beitragen, die durch Begleittherapien den Anteil des intrazellulären freien Tyrosinkinase-Inhibitors erhöhen und damit eine Verbesserung der Behandlung von CML-Patienten erreichen können.