Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von onkogenen Signalwegsmodulen in malignen Lymphomen

Aggressive B Zell Non-Hodgkin Lymphome (aNHL) sind eine heterogene Gruppe von malignen lymphatischen Erkrankungen, die das Burkitt Lymphom (BL) und das diffus großzellige B-Zell-Lymphom (Diffuse Large B cell Lymphom - DLBCL) beinhalten. Zur Behandlung von aNHL müssen hoch dosierte Chemotherapien eingesetzt werden. Dennoch kann bei 20% aller BL und 40% aller DLBCL Patienten mit der besten momentan verfügbaren Therapie keine komplette Remission erreicht werden. BL Zellen sind charakterisiert durch einen einfachen Karyotyp und eine deregulierte c-Myc Aktivität, welche assoziiert ist mit einem sehr hohen Proliferationsindex der Lymphomzellen. DLBCL Zellen sind gekennzeichnet durch einen komplexen Karyotyp. Diese Lymphome werden im Hinblick auf die Mechanismen, die zu ihrer Entstehung führen, als sehr heterogen beschrieben. Die meisten DLBCL Fälle tragen gentische Veränderungen, die das BCL6 Gen betreffen oder zu konstitutiv aktiven NF κB Signalen führen. Bisher wurden im Hinblick auf eine Verbesserung des biologischen Verständnisses von aNHL hauptsächlich beschreibende Studien zur Untersuchung von Genexpressionsprofilen durchgeführt. Diese Studien beinhalten die Beschreibung einer molekularen Diagnose für BL, der mBL Signatur, sowie die Identifizierung von DLBCL Subgruppen (ABC/GCB). In der vorgelegten Arbeit werden neue Genexpressionsmuster, die Informationen über B-Zell relevante onkogene Signalwege beinhalten, dargestellt. Diese können genutzt werden, um, auf der Basis der Genexpressionsprofile von primären malignen Lymphomen, auf die Aktivität von deregulierten Signalwegen Rückschlüsse zu ziehen. In diesem Zusammenhang wurde hier eine c-Myc Signatur beschrieben, die Gene umfasst, die in Lymphom-Vorläuferzellen und in reifen aNHL als c-Myc ko-reguliert identifiziert werden konnten. Mit Hilfe der Expression der Gene der c-Myc Signatur, welche als Surrogatmarker für c-Myc Aktivität diente (c-Myc Index), konnte eine hohe c-Myc Aktivität als negativer prognostischer Faktor für DLBCL beschrieben werden. Um funktionell wichtige Cluster von Genen zu identifizieren, die durch B-Zell spezifische paracrine Überlebensstimuli beeinflusst werden, wurden die Veränderungen des Genexpressionsprofils einer BL Zelllinie nach BCR und CD40 Aktivierung, sowie Interleukin 21 (IL21), B cell activating factor (BAFF) und Lipopolysaccharide (LPS) Stimulation aufgeklärt. Mit Hilfe des neu entwickelten Ansatzes des Guided Clustering wurde unter anderem ein Gencluster (BCR.1) identifiziert, was durch die Aktivierung des BCR gehemmt wird. Die Aktivität des BCR.1 Genclusters ist negativ korreliert mit dem c-Myc Index. Das BCR.1 Gencluster, was verknüpft ist mit Unterschieden in der Expression von Zellzyklus regulatorischen Faktoren, liefert eine potentielle Erklärung für die hohe chromosomale Komplexität einer Subgruppe von DLBCL Fällen. Die Gencluster, die in dieser Arbeit identifiziert wurden, können dazu beitragen ein besseres Verständnis der Biologie von bisher unklassifizierbaren Lymphomen zu entwickeln.B cell aggressive non-Hodgkin lymphomas (aNHL) represent a heterogeneous group of lymphatic malignancies comprising Burkitt Lymphoma (BL) and Diffuse Large B cell lymphoma (DLBCL). aNHL have to be treated with high dose chemotherapy regimen. Still 20% of BL and 40% of DLBCL patients do not achieve a complete remission to the so far best treatment. BL cells are characterised by a simple karyotype and an aberrant c Myc activity that is associated with very high proliferative index of lymphoma cells. DLBCLs are characterised by a complex karyotype and are very heterogeneous in respect to their underlying oncogenic deregulation. Most DLBCL cases harbour a genetic aberration involving BCL6 as well as constitutive active NF κB signalling. So far largely descriptive approaches have been followed to achieve a better understanding of lymphoma biology based on gene expression profiling of aNHL. These include the description of a molecular diagnosis for BL, the mBL signature, as well as the identification of DLBCL subgroups (ABC/GCB). In this study new gene expression patterns holding information about B cell relevant oncogenic pathways were identified. These can be used to infer on the activity of deregulated pathways in malignant lymphoma based on their gene expression profiles. A c-Myc signature was described that comprises genes which are co regulated with MYC in lymphoma precursor cells as well as in aNHL. Using the expression of these genes as a surrogate marker for c Myc activity (c Myc index), it was found that high c Myc activity is an independent negative prognostic factor for DLBLC. To identify functionally important clusters of genes, affected by B cell specific paracrine survival stimuli, the gene expression changes of a BL cell line in response to BCR and CD40 activation as well as Interleukin 21 (IL21), B cell activating factor (BAFF) and Lipopolysaccharide (LPS) stimulation were elucidated. Using the new approach guided clustering a gene cluster inhibited upon BCR stimulation (BCR.1) was identified a mong others. The activity of the BCR.1 gene cluster is negatively correlated with the c Myc index. The BCR.1 cluster, associated with differences in the expression of cell cycle regulatory factors, provides an explanation for the high chromosomal complexity in a subgroup of DLBCL cases. The gene clusters identified here can help to obtain a better understanding of the biology of so far unclassifiable lymphoma