T-Zellrezeptor abhängige Verteilungsmuster von Onkogen transduzierten T-Zellen im Mausmodell

Abstract

Für die normale T-Zell Homöostase ist beschrieben, dass das Auswachsen von prä-leukämischen T-Zellklonen kontrolliert werden könnte durch den Konkurrenzkampf verschiedener T-Zellklone um stimulatorische Nischen (sp-MHC). So konnte in Studien gezeigt werden, dass TCR monoklonale T-Lymphozyten von TCR transgenen Donortieren, wie OT1 oder P14, nach retroviraler Transduktion mit bekannten T-Zell Onkogenen leicht zu transformieren waren. Hingegen zeigten TCR polyklonale T-Zellpopulationen eine Transformationsresistenz gegenüber diesen Onkogenen. Die experimentellen Daten zeigen deutlich, dass die Entstehung von PTCL durch die TCR Diversität verhindert werden kann. Eine sich aus den vorliegenden Daten ergebende Frage ist, ob die Onkogen transduzierten T-Zellen zum Auswachsen auf die Interaktion mit ihrer exklusiven stimulatorischen Nische angewiesen sind. Hierzu wurde in der vorliegenden Studie das Onkogen NPM-ALK, welches in 80% der humanen ALK+ ALCL Fälle nachweisbar ist, gekoppelt an das Gen der Firefly-Luciferase in TCR monoklonale T-Zellpopulationen (OT1, P14) transduziert und anschließend in Rag1-defiziente Empfängertiere transplantiert. Mittels in-vivo-BLI wurde die Lymphomagenese der NPM-ALK induzierten Lymphome verfolgt und auf TCR-abhängige Verteilungsmuster untersucht. Für keine der beiden TCR monoklonalen T-Zellpopulationen konnte im Tier ein gleiches Verteilungsmuster oder eine exklusive stimulatorische Nische ausgemacht werden. Die NPM-ALK induzierten Lymphome waren positiv für die charakteristischen Marker des ALK+ ALCLs und zeigten morphologisch starke Parallelen zur kleinzelligen Variante des humanen ALK+ ALCL.Zusätzlich wurde der Effekt von NPM-ALK auf die zytotoxische T-Zelllinie CTLL2 in-vitro untersucht. Die NPM-ALK transduzierten Zellen zeigten kurze Zeit nach Transduktion den paradoxen Effekt einer NPM-ALK induzierten Apoptose. Im Gegensatz zu den Kontrollzellen konnte in den NPM-ALK transduzierten CTLL2 die Expression des Oberflächenmarkers CD30 nachgewiesen werden. Ebenfalls konnte eine erhöhte Phosphorylierung der Schlüsselproteine STAT3, AKT und ERK1/2 in den Zellen gezeigt werden. Genexpressionsanalysen von NPM-ALK transduzierten murinen T-Zellen zeigten eine Hochregulierung Apoptose assoziierter Gene. As it is described for normal T-cell homeostasis, outgrowth of pre-leukemic clones could be controlled by the competition of different T-cell clones for stimulatory niches (sp-MHC). In a previous study, TCR monoclonal T lymphocytes from TCR-transgenic OT1- or P14-donors were readily transformable after retroviral transduction with known T-cell oncogenes. Moreover, TCR polyclonal T-cell populations showed a transformation resistance after transduction with these oncogenes. The experimental data so far clearly demonstrates that outgrowth of peripheral T-cell tumors can be prevented by TCR diversity. Another important question arising from these tantalizing observations is, if the outgrowing T-cell clone is dependent on the interaction with its exclusive niche during malignancy development. Therefore, in this study the oncogene NPM-ALK, which is highly relevant in ALK+ ALCL, in combination with the gene of Firefly-Luciferase was transduced in TCR monoclonal T-cell populations (OT1, P14) and transplanted into Rag1-deficient recipients. By using in-vivo-BLI the development of NPM-ALK induced lymphomas were monitored and in-vivo-images were analyzed for possible TCR-dependent pattern. Both TCR monoclonal T-cell populations did not show a TCR-dependent pattern or an exclusive niche in the in-vivo-BLI. NPM-ALK induced lymphomas were positive for characteristic ALK+ ALCL markers and showed various morphological similarities according to the small cell variant of the human ALK+ ALCL.Additionally, the effect of NPM-ALK was studied in the cytotoxic T-cell line CTLL2 in-vitro. After transduction with the oncogene, CTLL2 showed NPM-ALK induced apoptosis. In contrast to control cells, the expression of CD30 was verified in NPM-ALK transduced CTLL2. Moreover, the phosphorylation status of the key signaling molecules STAT3, AKT and ERK1/2 was increased. Gene expression analyses of NPM-ALK transduced murine T-cells showed an upregulation of apoptosis associated genes.