3 Ergebnisse
3.2 Untersuchung des Zusammenwirkens von FLT3-ITD und der Runx1-
3.2.2 Myeloide Erkrankungen induziert durch FLT3-ITD bei gleichzeitiger Runx1-
3.2.2.3 Entwicklung einer monozytären Neoplasie im heterozygoten
Ergebnisse
vorhanden, welche auf Ly5.1-positive Zellen der Empfängermaus selbst oder den transplantierten Milzzellen einer C57BL/6J-Maus zurückgeführt werden konnte. Anhand dieser Auswertung ist zu erkennen, dass die Expression von FLT3-ITD bei gleichzeitiger Inaktivierung von Runx1 die Entwicklung einer Myeloproliferation beschleunigte, so dass diese innerhalb des Beobachtungszeitraums zu einer Erkrankung der Versuchstiere führte. Die Tatsache, dass bei einer Expression von FLT3-ITD im Runx1wt/wt-Mx1Cre-Hintergrund dieses Krankheitsbild bei keiner der Versuchsmäuse auftrat, spricht dafür, dass dieses mit einer Inaktivierung von Runx1 in den Zellen von Knochenmark, Blut und Milz korrelierte und es sich dabei um einen kooperierenden Effekt von FLT3-ITD und der Runx1-Defizienz handelte.
3.2.2.3 Entwicklung einer monozytären Neoplasie im heterozygoten
Ergebnisse
Tabelle 3.3: Zusammenfassung der FACS-Analyse von Maus #277
Nach der Präparation wurden die entnommenen Organe mittels einer FACS-Analyse in Bezug auf die Venus-Expression sowie das Vorhandensein von Reifungslinien-spezifischen Markern auf den FLT3-ITD-exprimierenden Zellen getestet.
Knochenmark Milz Blut Thymus
Venus 57% 39% 25% 7%
Antikörper
CD11b 54% 76% 50% n.b.
CD11b+Gr1 45% 20% 45% n.b.
Gr1 1% 1% 1% n.b.
B220+CD19 0% 4% 3% n.b.
CD90.2 0% 1% 0% 92%
CD90.2+CD3e 0% 1% 2% 4%
CD3e 1% 1% 0% 1%
Anhand der FACS-Daten wurde festgestellt, dass im myeloiden Zellkompartiment insbesondere der Anteil an monozytären Zellen, welcher durch die alleinige Expression von CD11b repräsentiert wurde, stark vergrößert war. Dies ist in Abbildung 3.16 in Form der FACS-Analyse des Knochenmarks gezeigt. Eine CD11b-Population war in den Kontrollen nur zu einem geringen Maße in den hämatologischen Organen zu verzeichnen. Die Expansion dieser Zellpopulation war in der erkrankten Maus so groß, dass es im Sternum zu einem Ausbruch der Zellen, ähnlich wie bei der myeloiden Neoplasie (siehe Abschnitt 3.3.1), aus der Knochenmarkhöhle in das umgebende Gewebe erfolgte. In Abbildung 3.15 ist als Grund für das Auftreten der Parese im Bereich der Lendenwirbelsäule die Ausweitung der entarteten Zellen im peripheren Nervensystem bis hin zur Dura mater spinalis sowie deren Eindringen in den Subarachnoidalraum zu erkennen. Das anormale Vorkommen der Zellen führte vermutlich zu einer Einengung der vom Rückenmark abgehenden Nervenfasern, wobei die resultierende Störung der Reizleitung die Funktionsfähigkeit der hinteren Extremitäten einschränkte. Diese monozytären Zellen, deren Anteil, bestehend aus unreifen und ausgereiften Zellen, histologisch gesehen etwa 80% im Knochenmark betrug, verdrängten die lymphoide Entwicklung in Bezug auf die B-Zellen vollständig, da keine B-Zellmarker tragende Population zu erfassen war. T-Lymphozyten waren hingegen unter den Venus-negativen Zellen des Knochenmarks zu finden. Eine vollständige Blockierung der Differenzierung der stark proliferierenden monozytären Zellen erfolgte nicht, weil ausgereifte Makrophagen erfasst werden konnten. Da der Blastenanteil unter 5% lag, wurde diese Erkrankung in die Gruppe der Neoplasien und nicht in die der akuten Leukämien eingeordnet. Neben dem Auftreten von unreifen Zellen der Granulopoese war eine Reduktion der Erythropoese sowie eine Erythrophagozytose zu verzeichnen. Histologisch konnte eine extramedulläre Erythropoese zur Kompensation in der Milz erfasst werden, so dass diese Zellpopulation neben der monozytären, wie in Abbildung 3.15 gezeigt, prominent war.
Ergebnisse
Weiterhin zeigte sich in der Milz eine verbliebene lymphoide Zellentwicklung, welche aber als zurückgedrängt angesehen wurde.
A
B
1
1 2
1 2
3
5 4
1 entartete Zellen
2 Blutgefäße im Epiduralraum 3 Dura mater spinalis
4 Subarachnoidalraum 5 Rückenmark
1 monozyäre Reifungsstufen 2 erythroide Zellformen 3 myeloide Vorläuferzellen 4 Mitoseform
4 1
1
1 3
3
1 2
2
2
Abbildung 3.15: Querschnitt des Wirbelkanals und Milz-Cytospin von Maus #277
A Anhand des fünffach vergrößerten und PAS-gefärbten Querschnitts durch den Wirbelkanal war die Expansion der entarteten Zellen (1) aus den Blutgefäßen des Epiduralraums (2) bis hin zur Dura mater spinalis (3) sowie in den Subarachnoidalraum (4) zu erkennen. Dies führte vermutlich zur Beeinträchtigung der vom Rückenmark (5) abgehenden Nervenfasern.
B Nach erfolgter Pappenheimfärbung zeigte der Cytospin in einer 63-fachen Vergrößerung (unter Verwendung von Immersionsöl) einen Überblick über die verschiedenen Zellformen in der Milz. Neben verschiedenen monozytären Reifungsstufen (1) sind erythroide (2) und myeloide (3) Zellformen zu verzeichnen.
Der in Abbildung 3.16 gezeigten PCR-Analyse der entnommenen Organe war zu entnehmen, dass es in allen hämatopoetischen Organen zu einer Inaktivierung von Runx1 durch die Exzision von Exon 5 auf dem loxP-flankierten Allel kam.
Ergebnisse
Marker
382 bp 325 bp 260 bp
Thymus PLN
Leber Milz KM Blut
Gr1-APC
CD11b-PE
45%
B A
Venus
54%
Abbildung 3.16: 1,5%-iges Agarosegel der PCR-Analyse sowie FACS-Analyse des Knochenmarks von Maus #277
A Dieses 1,5%ige Agarosegel zeigte die Ergebnisse einer PCR-Analyse der entnommenen Organe von der Maus #277, welche an einer monozytären Neoplasie erkrankt war. Die Bande von 382 bp repräsentierte die Deletion des Exons 5 von Runx1, wohingegen die Bande von 325 bp das Vorhandensein der loxP-flankierten Gensequenz anzeigte. Ferner war die Wildtypbande von 260 bp zu verzeichnen.
B Als ein Beispiel ist die FACS-Analyse der Venus-positiven Zellen des Knochenmarks unter Verwendung der myeloiden Antikörper CD11b und Gr1 gezeigt.
In Knochenmark und Milz zeigte sich eine ausgeprägte Inaktivierung von Runx1, wohingegen im peripheren Blut sowie in den lymphoiden Organen Thymus und PLN neben der Bande zum Nachweis der Exzision des Exons 5 (382 bp) diejenige der loxP-flankierten Sequenz (325 bp) zu erfassen war. Ferner konnte die Infiltration der Leber durch Runx1-defiziente Zellen festgestellt werden. Dies bestätigte die anhand von FACS-Analyse und Histologie ermittelten Befunde, dass es in dieser Empfängermaus aufgrund des Zusammenwirkens von FLT3-ITD und Runx1∆/wt-Mx1Cre zu einer Ausreifungsstörung der myeloiden Reifungslinie mit der daraus resultierenden Entwicklung einer monozytären Neoplasie kam.
3.3 Untersuchung des Zusammenwirkens von FLT3-ITD und RUNX1-DBM bei gleichzeitiger Runx1-Inaktivierung
In diesem Teil der Arbeit wurde analysiert, ob durch die gleichzeitige Expression einer konstitutiv aktivierten Tyrosinkinase wie FLT3-ITD und einer RUNX1-DBM die Entstehung einer Leukämie induziert werden kann. Die Expression des verwendeten Doppelvektors erfolgte zum einem im Runx1fl/fl-Mx1Cre- und zum anderen im Runx1wt/wt-Mx1Cre-Hintergrund, so dass es möglich war, die Effekte beider transferierten Mutanten bei einer Runx1-Inaktivierung sowie im Wildtyphintergrund zu studieren. Den Graphiken zum kumulativen Überleben der Empfängermäuse in Abbildung 3.17 konnte entnommen werden, dass durch die Expression beider Doppelvektoren im jeweiligen Knochenmarkhintergrund verschiedene Erkrankungen auftraten, auf welche in den anschließenden Abschnitten näher eingegangen wird.
Ergebnisse
Venus-Kontrolle FLT3-ITD+RUNX1-DBM unbekannter Grund B-Zellerkrankung Thymom
myloide Neoplasie
A
kumulatives Überleben
Tage nach Transplantation
Runx1fl/fl-Mx1Cre
n = 13
n = 11
B
kumulatives Überleben
Tage nach Transplantation
Runx1wt/wt-Mx1Cre
n = 4
n = 13
Abbildung 3.17: Darstellung des kumulativen Überlebens der Empfängermäuse der mit dem Doppelvektor transduzierten hämatopoetischen Vorläuferzellen
Dieser graphischen Darstellung des kumulativen Überlebens war zu entnehmen, dass die Empfängermäuse, welche mit dem Doppelvektor transduzierte Vorläuferzellen des Typs Runx1fl/fl-Mx1Cre (A) und Runx1wt/wt-Mx1Cre (B) erhalten haben, aufgrund einer myeloiden Neoplasie oder einer lymphoiden Erkrankung analysiert werden mussten. Die bei den einzelnen Tieren vorliegende Erkrankung ist mit einem farbigen Quadrat markiert (Erläuterung siehe Legende der Graphik B).
Es kam bei den Mäusen, welche transduzierte Vorläuferzellen des Typs Runx1fl/fl -Mx1Cre erhalten haben, in 60% der Fälle zum Auftreten einer myeloiden Neoplasie sowie wiederum zur Entwicklung eines Thymoms bei 40% der Tiere. Dies erfolgte
Ergebnisse
Entwicklung einer B-Zellerkrankung entfielen und 91% der Versuchstiere aufgrund eines auftretenden Thymoms analysiert werden mussten. Als Kontrolle ist in der jeweiligen Überlebenskurve eine Mauskohorte aufgeführt, der mit einem Venus-Kontrollvektor transduzierte Vorläuferzellen transplantiert wurden.