Characterization of Interleukin 10 gene variations and serum levels as predictive factors for the clinical outcome of Non-Hodgkin Lymphoma patients and Analysis of molecular mechanisms of Interleukin 10 gene regulation in B cells
by Christina Heemann
Date of Examination:2012-04-27
Date of issue:2013-03-06
Advisor:Prof. Dr. Dieter Kube
Referee:Prof. Dr. Steven Johnsen
Referee:Prof. Dr. Heike Bickeböller
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Format:PDF
Abstract
English
Aggressive Non-Hodgkin lymphoma (aNHL) comprises a heterogeneous group of lymphatic malignancies. Although current treatment regiments can achieve high response rates, many patients do not achieve complete remission. Reliable and clinically applicable prognostic markers are needed to improve treatment strategies. Previous studies suggested a role for the cytokine interleukin 10 (IL10) for the initiation and progression of lymphomas. Conflicting data about associations of IL10 gene variations or elevated IL10 serum levels with the clinical outcome of aNHL exists. Therefore, this study aimed at elucidating whether these two factors could be of prognostic relevance for aNHL outcome in independent larger clinical cohorts and to investigate molecular mechanisms contributing to this. Overall 1724 aNHL patients from three different clinical trials (NHL-B, RICOVER-60 and MInT) have been included into this study. 604 patients were from RICOVER-60 trial, of which sera were available from 523 patients. Survival analyses revealed that patients with low IL10 serum levels had a better treatment outcome compared to patients with elevated IL10 serum levels. This is also true for patients, treated with Rituximab in addition to chemotherapy, which is the current standard therapy. Therefore, circulating levels of IL10 could be of prognostic relevance for aNHL outcome. In addition, in vitro studies showed that IL10 treatment of target cells seems to reduce Rituximab-mediated antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) but not complement dependent cytotoxicity (CDC). Furthermore, it was found that homozygous carriers the of IL10-11.668AA far distal IL10 gene variation, located within an evolutionary conserved sequence, showed a better treatment outcome compared to carriers of the other two genotypes in the RICOVER-60 cohort (OS: HR=0.6; CI= 0.38-0.95; EFS: HR=0.6; CI= 0.41-0.87). Chromatin immunoprecipitation (ChIP) of modified histones revealed enhancer specific histone modifications around IL10-11.668G/A and other conserved sequences in transformed B cells. Therefore, they seem to be involved in IL10 gene regulation. Moreover, a very long non-coding RNA has been found to be transcribed from the IL10 gene locus. The results of this study confirm an important role for IL10 in the clinical course of aNHL and provide new insight into the structure and regulation of the IL10 gene.
Keywords: Interleukin 10; NHL; B cells
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Beim aggressiven Non-Hodgkin Lymphom (aNHL) handelt es sich um eine heterogene Gruppe lymphatischer Erkrankungen. Obwohl heutige Behandlungsregime hohe Ansprechraten erzielen können, erreichen viele Patienten keine komplette Remission. Für eine Verbesserung der Behandlungsstrategien sind zuverlässige und klinisch anwendbare prognostische Marker erforderlich. Vorherige Studien weisen darauf hin, dass das Zytokin Interleukin 10 (IL10) eine Rolle sowohl bei der Initiierung als auch für den Verlauf von Lymphomen spielen könnte. Bisherige Daten zu Assoziationen von IL10 Genvariationen und dem IL10 Serumspiegel mit dem klinischen Verlauf von aNHL sind widersprüchlich. Daher ist das Ziel dieser Studie zu klären, ob diese beiden Faktoren prognostische Relevanz für den klinischen Verlauf von aNHL in unabhängigen größeren klinischen Studienkohorten haben sowie die molekularen Mechanismen zu untersuchen, die hierzu beitragen.
Insgesamt wurden 1724 aNHL Patienten von drei verschiedenen klinischen Studien (NHL-B, RICOVER-60 und MInT) in diese Studie eingeschlossen. 604 Patienten kamen aus der RICOVER-60 Studie, wobei von 523 Patienten Serumproben verfügbar waren. Überlebenszeitanalysen zeigten, dass Patienten mit niedrigen IL10 Serumspiegeln im Vergleich zu Patienten mit erhöhten IL10 Serumspiegeln einen besseren klinischen Verlauf aufwiesen. Dies gilt auch für Patienten, die mit Rituximab zusätzlich zu Chemotherapie behandelt worden sind, welches die heutige Standardtherapie ist. Dies weist darauf hin, dass der IL10 Serumspiegel prognostische Relevanz für das klinische Ergebnis von aNHL haben könnte. Die Behandlung von Zielzellen mit IL10 in in vitro Versuchen scheint zu einer Reduktion der Rituximab-vermittelten antikörperabhängigen zellulären Zytotoxizität (antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)), nicht aber der Komplement-vermittelten Zytotoxizität (complement dependent cytotoxicity (CDC)) zu führen.
Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass in der RICOVER-60 Kohorte homozygote Träger des IL10-11.668AA ein besseres Behandlungsergebnis zeigen als Träger der anderen zwei Genotypen (OS: HR=0.6; CI= 0.38-0.95; EFS: HR=0.6; CI= 0.41-0.87). Diese Genvariation befindet sich innerhalb einer evolutionär konservierten Sequenz.
Mittels Chromatin Immunopräzipitation (ChIP) modifizierter Histone konnte ermittelt werden, dass die Region um den IL10-11.668G/A sowie andere konservierte Sequenzen in transformierten B-Zellen Enhancer spezifische Histon Modifikationen aufweisen. Sie scheinen also in die Regulation des IL10 Gens involviert zu sein. Zudem wurde eine sehr lange nicht-kodierende RNA identifiziert, die vom IL10 Genlokus transkribiert wird.
Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass IL10 eine wichtige Rolle für den Klinischen Verlauf von aNHL spielt, und liefern neue Erkenntnisse über Struktur und Regulation des IL10 Gens.