Expression des Leukotrien-Rezeptors CysLT1 bei der akuten myeloischen und lymphatischen Leukämie und Wirkung seines Liganden auf Aktinpolymerisation und Chemotaxis

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden von 19 aus dem peripheren Blut oder Knochenmark isolierten Proben von Patienten mit neu diagnostizierter akuter myeloischer Leukämie und von vier Proben von Patienten mit akuter lymphatischer Leukämie jeweils die Expression und Funktion des Leukotrienrezeptors CysLT1 untersucht. Leukotriene spielen nicht nur bei Entzündungsvorgängen eine wichtige Rolle, sondern sind auch für das hämatopoetische Mikromilieu von Bedeutung. CysLT1 lässt sich in seiner funktionell aktiven Form auf CD34+ hämatopoetischen Vorläuferzellen nachweisen und scheint sogar progenitorspezifischer zu sein als der SDF-Rezeptor CXCR4. Mittels quantitativer Taqman PCR ließ sich in allen untersuchen Proben CysLT1 - mRNA nachweisen, wobei in Proben der akuten unreifen Myeloblastenleukämie (FAB M1) die stärksten Signale gefunden wurden. Die funktionelle Aktivität von CysLT1 wurde mittels Leukotrien D4 – induzierter Aktinpolymerisation demonstriert: Ähnlich wie bei der mRNA-Expression wurden auch hier die stärksten Effekte bei Blasten der AML FAB M1 gesehen. Allerdings lag die Steigerung des Anteils von f-Aktin am Zytoskelett nach Stimulation mit LTD4 bei ALL-Zellen nur geringfügig über dem Wert der Kontrolle, obwohl sich in der Taqman PCR die zweitstärksten Signale für CysLT1 – mRNA nachweisen ließen. Da LTD4 von Stromazellen im Knochenmark produziert werden kann und eventuell zur Knochenmarkinfiltration bei AML beiträgt, wurde seine chemotaktische Wirkung exemplarisch an ausgewählten Proben untersucht. Bereits erstaunlich niedrige LTD4–Konzentrationen (10nM) führten zu einer signifikanten Migration von AML-Blasten, wohingegen höhere Konzentrationen (bis 1 mikroM) dosisabhängig einen geringeren Effekt zeigten. Daraus lässt sich schließen, dass CysLT1 von Zellen der akuten myeloischen und lymphatischen Leukämie exprimiert wird und funktionell aktiv ist. Daher könnten CysLT1 – Antagonisten, die bereits in der Asthmatherapie eingesetzt werden, die Effektivität einer antileukämischen Therapie unter Umständen verbessern.

In the present study we analysed leukemic blasts from 19 patients with newly diagnosed acute myeloid leukemia and from four patients with newly diagnosed lymphoblastic leukemia for expression and function of CysLT1. Previous studies have shown that the G protein-coupled receptor CysLT1, which recognizes inflammatory lipid mediators (cysteinyl-leukotrienes), is expressed in immature hematopoietic cells. It even seems to be more specific for progenitor cells than the SDF-receptor CXCR4. By RT-PCR, CysLT1 mRNA was found in all primary AML and ALL cells. Quantitative TaqMan PCR demonstrated high levels particularly in acute myeloblastic leukemia without maturation (FAB M1). CysLT1 was functionally active in the leukemic blasts, as demonstrated by actin polymerization induced by the ligand LTD4. Similar to mRNA expression, strongest responses were seen in AML M1. Although the second strongest CysLT1 expression was found in ALL blasts by RT-PCR, their response to LTD4 was only slightly above the reaction to the control. As LTD4 can be produced in bone marrow by stromal cells and may contribute to bone marrow infiltration of AML, chemotaxis was analysed. Surprisingly, already low concentrations (10nM) induced significant chemotaxis of AML blasts , while higher concentrations (up to 1 microM) were less effective in a dose dependant manner. We conclude that CysLT1 is consistently expressed in acute myeloid and lymphoblastic leukemia and mediates both actin polymerization and chemotaxis. Therefore, CysLT1 antagonists, which are already used in the treatment of allergy, may improve the effectiveness of antileukemic therapy.