Präklinische Untersuchungen zu der Rolle von Galectin-3 bei der Beteiligung des zentralen Nervensystems an der akuten lymphatischen Leukämie im Kindesalter

Fragestellung: Bei Untersuchungen der pädiatrischen B-Vorläufer-ALL wurde gezeigt, dass die Tyrosinkinase Mer im ZNS-Modell eine Quieszenz und Chemoresistenz von Leukämiezellen vermittelt, bei immundefizienten Mäusen einen ZNS-Befall verursacht und bei Kindern und Ju-gendlichen mit t(1;19)+ ALL mit der ZNS-Positivität korreliert. Als relevanter Mer-Ligand kommt Galectin 3 in Frage, dessen tumorfördernden Eigenschaften in unterschiedlichen Entitäten gezeigt wurde. Mit der vorliegenden Arbeit sollte der Rolle von Galectin 3 bei der ZNS-ALL nachgegan-gen werden. Material und Methoden: Zur Imitierung der ZNS-Nische wurde ein Kokulturmodell mit 697- und U343-Zellen verwendet. In vitro wurden so die Interaktion zwischen Leukämie- und ZNS-Zellen sowie die Auswirkungen einer Veränderung von Galectin 3 oder Mer durch Verwendung der kleinmolekularen Inhibitoren LJPC 1010 und UNC 569 oder durch genetische Herunterregu-lierung mittels stabilem lentiviralen Gentransfer von shRNA untersucht. Dabei wurden Zell-wachstum und Zellüberleben durch Trypanblau Exklusion und Propidiumiodid-Zellzyklusanalyse ermittelt. Die Auswirkung auf die Expression relevanter Moleküle, Galectin 3, Galectin 1, Mer, und Akt wurden mittels qPCR oder Western Blot analysiert. Um mögliche Ef-fekte einer Galectin 3 Inhibition in vivo zu zeigen, wurde ein murines Xenograft-Modell verwen-det. Die Ausbreitung der Leukämie, die Überlebenszeit der Tiere und der ZNS-Befall wurden untersucht. Schließlich wurden mittels qPCR analysierte Galectin 3 und Galectin 1 Expressions-level einer Kohorte von 60 bzw. 61 Patient*innen mit t(1;19)+ ALL mit klinischen Parametern wie dem ZNS-Status, dem Therapieansprechen und weiteren prognostischen Faktoren korreliert. Ergebnisse: Im in vitro ZNS-Modell zeigte sich, dass Galectin 3 den Wachstumsarrest von t(1;19)+ 697-Zellen verstärkt und die Inhibition von Galectin 3 mit LJPC-1010 zu einer Apopto-se von B-Vorläufer-ALL-Zellen führt. Weiterhin wurden eine von Galectin-3 abhängige Regulati-on von Mer und Akt sowie synergistische Effekte einer kombinierten Galectin 3- und Mer-Inhibition gezeigt. Es konnte außerdem eine von Galectin 3 und Mer abhängige Regulation von Galectin 1 beobachtet werden. Im Mausmodell zeigte sich, dass eine Inhibition von Galectin 3 mit LJPC-1010 nicht zu einem geringeren ZNS-Befall, jedoch zu einem verzögerten Engraftment und einem leicht verlängerten Überleben der Tiere führt. Die Analyse von Zellen der ALL-Patientenkohorte mit t(1;19) Translokation zeigte keine signifikante Korrelation von Galectin 3 oder Galectin 1 und klinischen Charakteristika, obgleich sich korrelierende Expressionslevel von Galectin 3 und Galectin 1 zeigten. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der in vitro-Untersuchungen legen eine überlebensfördernde Funktion von Galectin 3 für B-Vorläufer-ALL-Zellen in der ZNS-Mikroumgebung nahe. Diese scheint durch die Induktion eines Zellzyklusarrests und durch die Inhibition von Apoptose ver-mittelt werden zu können und beinhaltet möglicherweise weitere Galectine. Die in vivo-Untersuchungen geben weitere Hinweise auf eine potentielle therapeutische Anwendung einer Galectin-3 Inhibition. Diese bedarf allerdings noch weiterer Untersuchungen. Als diagnostischer Parameter kommt Galectin 3 in der untersuchten Form nicht in Frage