Molekularbiologie der grozellig anaplastischen Lymphome ALCL Dr W

Molekularbiologie der großzellig anaplastischen Lymphome (ALCL) Dr. W. Wössmann Abt. Päd. Hämatologie und Onkologie NHL-BFM-Studienzentrale Universitätskinderklinik Gießen

HE Molekularbiologie der großzellig anaplastischen Lymphome (ALCL)

Geschichte 1985 „großzellig anaplastisches Lymphom“ (ALCL) CD 30 (Ki-1) positive Lymphomkategorie (Stein 1985) 1986– 90 Assoziation von t(2; 5)(p 23; q 35) mit ALCL 1994 Klonierung der an der t(2; 5) beteiligten Gene: Fusionsgen und -protein NPM-ALK (Morris 1994) 1997 Produktion des ALK 1 – m. AK (Pulford 1997) 1998 „ALKoma“ 1999– 03 >10 weiteren ALK-Fusionsgenvarianten 1998– 04 onkogene Mechanismen von NPM-ALK: Signaltransduktion zu Proliferation und Apoptose

Morphologie: „Hallmark“-Zelle CD 30 positiv Varianten: • Klassisch (70 -80%) • Lymphohistiozytisch (5 -10%) • Kleinzellig (5 -10%)

systemische ALCL ALK pos (60 -80%) versus neg Stein, Blood 00

ALK-Fusionspartner

NPM (Nucleophosmin) • 38 -k. D Protein, Gen auf 5 q 35 • Struktur: • Expression: ubiquitär (stark) • Zelluläre Lokalisation: Nukleus, Nukleolus, Zytoplasma • Funktion: Shuttle-Protein (Zytoplasma – Nukleus); Chaperon; Rolle bei DNA-Replikation und Zentromer-Duplikation

ALK (anaplastic lymphoma kinase) • 200 -k. D Rezeptortyrosinkinase (CD 246); Gen auf 2 p 23 • Struktur: • Normale Expression: embryonales Gehirn (nicht Hämatopoese) • Funktion: Rolle bei der Entwicklung des Nervensystems • Liganden: Pleiotrophin (PTN), Midkinin (MK), Jelly belly (Jeb)

t(2; 5): NPM-ALK

NPM-ALK - Protein

Translokation Häufigkeit t(2; 5) 80 % t(1; 2) 12 % t(2; 3) 6% inv(2) t(2; 17) t(X; 2) t(2; 19) t(2; 22) t(2; 17) 2%

Funktionen aller ALK-Partnerproteine • ubiquitär exprimiert • Oligomerisationsdomäne • subzelluläre Lokalisation bestimmt Lokalisation des Fusionsproteins

NPM-ALK TFG-ALK

Transformierende Eigenschaften von NPM-ALK • In vitro: Transformation verschiedenen Zelltypen (Fibroblasten, hämatopoetische Zellen, KM-Zellen) • In vivo: B-Zell-Neoplasien, Latenz 4 -6 Monate (Kuefer 1997) NPM-ALK unter CD 4 -Promotor, thymische Lymphome, oft CD 30 pos, kurze Latenz (Chiarle 2003) retroviraler Transfer, myeloid (kurze Latenz), B-lymphoid (lange Latenz) (Miething 2003)

Onkogenetische Mechanismen von NPM-ALK NPM Oligomerisation ALK

NPM Oligomerisation ALK P P P P P Autophosphorylierung von ALK Konstitutive Aktivierung der Tyrosinkinaseaktivität von ALK

NPM ALK P P P P P Oligomerisation PI 3 -Kinase AKT BAD Bcl-XL FOXO 3 a Cyclin D 2 p 27 Apoptose Bai, Blood 00, Slupianek Cancer Res 01

NPM ALK P P P P P Oligomerisation PLC PI 3 -Kinase DAG AKT PKC BAD Bcl-XL FOXO 3 a Cyclin D 2 p 27 Apoptose Bai, MCB 98 Zellwachstum

NPM Oligomerisation ALK P P P P P SHC IRS Grb 2/Sos 1 PLC Ras Raf-1 DAG PKC PI 3 -K AKT JAK 3? STAT 3 STAT 5 BAD Mek-1 Bcl-XL ERK Zellwachstum JAK 2? Apoptose

NPM Oligomerisation ALK P P P P P SHC IRS Grb 2/Sos 1 PLC Src Ras Raf-1 DAG PKC NIPA PI 3 -K AKT JAK 3? STAT 3 STAT 5 BAD Mek-1 Bcl-XL ERK Zellwachstum JAK 2? Apoptose

NPM-ALK positive ALCL und CD 30 Ligand CD 30 NF B p 21 Zellwachstum (Apoptose ? ) c. IAP 1 c. IAP 2 Apoptose

NPM-ALK positive ALCL und CD 30 Ligand CD 30 NPM ALK P CD 30 P P TRAF 2 NF B p 21 Zellwachstum (Apoptose ? ) c. IAP 1 c. IAP 2 Apoptose

offene Fragen • CD 30 – Signaling und NPM-ALK ? • Zellulärer Ursprung ? • Bedeutung von Zweitmutationen ? • Warum NPM-ALK nur in ALCL und IMT ?

ALK – exprimierende Tumoren Chimäre ALK-Proteine Systemische CD 30 pos. ALCL NPM-ALK natives ALK Inflammatorisch myofibroblastische Tumoren Xxx-ALK TPM 3 -ALK TFG-ALK ATIC-ALK etc. TPM 3 -ALK TPM 4 -ALK CTLC-ALK Neuroblastom RMS (selten) Lymphom (selten)

Klinische Implikationen: Therapie • Gentherapeutische Ansätze gegen NPM-ALK: Ribozym, RNAi (Problem: lange HWZ von NPM-ALK) • Tyrosinkinase – Inhibitoren: UCN-01 Herbimycin A, 17 AAG • Inhibitoren der Signaltransduktionswege • Anti-ALK-Immunantwort: Pat haben ALK-Ig. G-AK ALK Peptide lösen T-Zellantwort aus • Immuntherapie: CD 30 – Antikörper; CD 26 - Antikörper