Dr. W. WössmannAbt. Päd. Hämatologie und OnkologieNHL-BFM-StudienzentraleUniversitätskinderklinik Gießen

Molekularbiologie der großzellig anaplastischen

Lymphome (ALCL)

Molekularbiologie der großzellig

anaplastischen Lymphome

(ALCL)HE

Geschichte1985 „großzellig anaplastisches Lymphom“ (ALCL)

CD30 (Ki-1) positive Lymphomkategorie (Stein 1985)

1986–90 Assoziation von t(2;5)(p23;q35) mit ALCL

1994 Klonierung der an der t(2;5) beteiligten Gene: Fusionsgen und -protein NPM-ALK (Morris 1994)

1997 Produktion des ALK1 – mAK (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

CD30 positiv

Varianten:• Klassisch (70-80%)

• Lymphohistiozytisch(5-10%)

• Kleinzellig (5-10%)

systemische ALCL

Stein, Blood 00

ALK pos (60-80%) versus neg

ALK-Fusionspartner

NPM (Nucleophosmin)• 38-kD Protein, Gen auf 5q35

• 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-kD Rezeptortyrosinkinase (CD246); Gen auf 2p23

• 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

Häufigkeit

80 %

12 %

6 %

2 %

Translokation

t(2;5)

t(1;2)

t(2;3)

inv(2)

t(2;17)

t(X;2)

t(2;19)

t(2;22)

t(2;17)

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 von verschiedenen Zelltypen

(Fibroblasten, hämatopoetische Zellen, KM-Zellen)

• In vivo:

B-Zell-Neoplasien, Latenz 4-6 Monate (Kuefer 1997)

NPM-ALK unter CD4-Promotor, thymische Lymphome, oft CD30 pos, kurze Latenz (Chiarle 2003)

retroviraler Transfer, myeloid (kurze Latenz), B-lymphoid (lange Latenz) (Miething 2003)

NPM ALK

Oligomerisation

Onkogenetische Mechanismen

von NPM-ALK

Oligomerisation Autophosphorylierung von ALK

Konstitutive Aktivierung der Tyrosinkinaseaktivität von ALK

NPM ALK

P P P P

PPPP

P

P

PI3-Kinase

AKT

BAD FOXO3a

Oligomerisation

Bcl-XL Cyclin D2 p27

Apoptose

NPM ALK

P P P P

PPPP

P

P

Bai, Blood 00, Slupianek Cancer Res 01

PI3-Kinase

AKT

BAD FOXO3a

Oligomerisation

Bcl-XL Cyclin D2 p27

Apoptose

NPM ALK

P P P P

PPPP

P

P

Zellwachstum

PLC

DAG

PKC

Bai, MCB 98

SHC

Grb2/Sos1

IRS

Ras

Raf-1

Mek-1

ERK

Zellwachstum

PI3-K

AKT

BAD

Apoptose

Bcl-XL

PLC

DAG

PKC

STAT5

JAK2?Oligomerisation

NPM ALK

P P P P

PPPP

P

P

STAT3

JAK3?

SHC

Grb2/Sos1

IRS

Ras

Raf-1

Mek-1

ERK

Zellwachstum

PI3-K

AKT

BAD

Apoptose

Bcl-XL

PLC

DAG

PKC

NIPA

STAT5

JAK2?Src

Oligomerisation

NPM ALK

P P P P

PPPP

P

P

STAT3

JAK3?

CD30

CD30 Ligand

NFB

cIAP1cIAP2

Apoptose Zellwachstum (Apoptose ?)

NPM-ALK positive ALCL und CD30

p21

CD30

NFB

NPM ALKP PP

TRAF2

CD30

CD30 Ligand

NFB

cIAP1cIAP2

Apoptose Zellwachstum (Apoptose ?)

NPM-ALK positive ALCL und CD30

p21

• CD30 – Signaling und NPM-ALK ?

• Zellulärer Ursprung ?

• Bedeutung von Zweitmutationen ?

• Warum NPM-ALK nur in ALCL und IMT ?

offene Fragen

ALK – exprimierende Tumoren

Chimäre ALK-Proteine natives ALK

Systemische

CD30 pos.

ALCL

Inflammatorisch

myofibroblastische

Tumoren

NPM-ALK Xxx-ALK

Neuroblastom

RMS (selten)

Lymphom (selten)

TPM3-ALK

TFG-ALK

ATIC-ALK

etc.

TPM3-ALK

TPM4-ALK

CTLC-ALK

• Gentherapeutische Ansätze gegen NPM-ALK:Ribozym, RNAi(Problem: lange HWZ von NPM-ALK)

• Tyrosinkinase – Inhibitoren:UCN-01Herbimycin A, 17AAG

• Inhibitoren der Signaltransduktionswege

• Anti-ALK-Immunantwort:Pat haben ALK-IgG-AKALK Peptide lösen T-Zellantwort aus

• Immuntherapie: CD30 – Antikörper; CD26 - Antikörper

Klinische Implikationen: Therapie