| Die chronische myelomonozytäre Leukämie (CMML) ist eine aggressive neoplastische Erkrankung der hämatopoetischen Stammzelle. Die CMML wird meist von Mutationen im epigenetischen Systems, sowie in Aktivatorgenen der RAS-MAPK/ERK Signalkaskade ausgelöst. Die Therapiemöglichkeiten für die CMML sind begrenzt und eine Behandlung mit hypomethylierenden Substanzen (HMS) zeigt nur kurzweilige Effekte. Eine wichtige Rolle in der Krankheitsentwicklung der CMML spielen miRNAs, welche auch als potentielle Angriffspunkte für zukünftige Behandlungen gelten.
Im ersten Teil dieser Dissertation, befassten wir uns mit miRNAs, die in der Leukämogenese der CMML involviert sind. Dafür haben wir die präliminären Ergebnisse einer miRNA Microarray Expressionsanalyse bestätigt, welche im Rahmen meiner Masterarbeit durchgeführt wurde. Diese Daten konnten nun durch Analysen von Lin-/Sca1+/c-Kit+ (LSK) hämatopoetischen Stamm und Vorläuferzellen aus einem Kras G12D-induzierten CMML Mausmodell ergänzt werden. Dies identifizierte die miR-125a als eine der am stärksten herunterregulierten miRNAs, was auch in qPCR Analysen von 36 CMML Patient*innenproben bestätigen werden konnte. Die lentivirale miR-125a Überexpression in myeloischen Zelllinien hatte anti-leukämischen Effekte zur Folge. Eine Bisulfit Sequenzierung der miR-125a Promoterregion zeigte einen Hypermethylierung, welche zur einer verminderten miR-125a Expression führt. Interessanterweise konnte durch die Behandlung mit der HMS Azacitidin (Aza) die Hypermethylierung aufgehoben und die Expression von miR-125a wieder hergestellt werden. Darüber hinaus konnten in seriellen CMML Patientenproben erhöhte miR-125a Werte nach einer HMS Therapie festgestellt werden. Dies war besonders in Patient*innen mit einem guten klinischen Ansprechen auf HMS evident. Um eine mögliche Funktion von miR-125a für die Wirkungsweise von Aza zu untersuchen, wurden sowohl miR-125a Inhibitoren, als auch ein CRISPR/Cas9 basierter Knockout angewendet, um den durch Aza induzierten Anstieg von miR-125a zu verhindern. Dies zeigte, dass die Inaktivierung von miR-125a die zytotoxischen Effekte einer Aza Behandlung erheblich reduzierte und legt eine Rolle von miR-125a als Mediator der antileukämischen Wirkung von HMS nahe.
Der zweiten Teil dieser Dissertation basiert auf der Sequenzierungsanalyse unserer CMML Kohorte, die einen möglichen Zusammenhang zwischen RAS (NRAS und KRAS) und EZH2 Mutationen aufzeigte, den wir im Detail untersuchen wollten. Klinischen Studien zur gezielten Inhibierung von RAS in myeloischen Neoplasien hatten bis jetzt enttäuschende Ergebnisse. Ein möglicher Grund dafür könnten zusätzlich Mutationen sein, die eine effektive Behandlung mit RAS Signalwegsinhibitoren verhindern. Hier fokussieren wir uns auf die Koexistenz von Mutationen in RAS Modulatoren (RASmut: KRAS, NRAS, CBL, NF1, PTPN11 Mutationen) und die genetische Inaktivierung der Histonmethyltransferase EZH2 (EZH2inact definiert als Mutation oder chromosomale Veränderung). Eine Datenbankenanalyse von insgesamt 450 CMML und akuter myeloischer Leukämie Patient*innen ergab eine signifikante Häufung von EZH2inact in Fällen mit RASmut, die auch mit einem kürzeren Gesamtüberleben korreliert war. In-vitro Assays mit RASmut myeloischen Zelllinien konnten außerdem zeigen, dass die pharmakologische oder durch shRNA mediierte Inhibition von EZH2 zu einer Amplifikation der RAS-MAPK/ERK Signalkaskade führt. Das gleichzeitige Auftreten von RASmut und EZH2inact verstärkte außerdem die Empfindlichkeit gegenüber MEK Inhibitoren in diesen Zellen. Eine RNA Sequenzierung konnte zudem eine erhöhte Expression von RAS-MAPK/ERK Aktivatoren aufzeigen. Zusammenfassend wirken RASmut und EZH2inact synergistisch um den RAS-MAPK/ERK Signalweg zu hyperaktivieren, was zu einer erhöhten Sensitivität gegenüber MEK Inhibitoren führt und liefert so erste Anhaltspunkte für eine gezielte Therapie dieser myeloischen Neoplasien.
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