Untersuchungen zur Tumor Pathogenese des Hepatitis C Virus

RT-PCR zur Detektion von HCV: Für die Diagnostik und für Untersuchungen zur Pathogenese des Hepatitis C Virus ist es notwendig, eine sensitive und reproduzierbare RT-PCR zur Verfügung zu haben. Die Austestung verschiedener PCR-Verfahren zeigte, daß der Einsatz einer One-Step-PCR für die Diagnose der HCV-PCR die besten Voraussetzungen in bezug auf die Sensitivität und das Risiko für Produktkontaminationen besitzt. Die RT-PCR zeigte bei der Durchführung mit verschiedenen Primern, welche innerhalb der 5'-NC-Region anlagerten, große Unterschiede in der Sensitivität, welche wahrscheinlich auf die Sekundärstruktur der 5'-NC-Region zurückzuführen sind. Um den Zusammenhang zwischen Virustiter und dem Krankheitsverlauf bzw. die in vitro Replikation von HCV zu untersuchen, wurde eine quantitative RT-PCR etabliert. Für die Generierung einer Standard-RNA wurde mit Hilfe der "site-directed mutagenesis" ein 25 Basen umfassender Bereich innerhalb der 5'-NC-Region des Hepatitis C Virus ausgetauscht. An die resultierende cDNA wurde durch die Amplifikation mit speziell konstruierten Oligonukleotiden eine T7-Promotor-Sequenz angehängt. Mit Hilfe der T7-Polymerase wurde die auf diese Weise konstruierte cDNA in RNA umgeschrieben. Die mit diesem RNAStandard durchgeführte PCR hat nicht, wie andere beschriebene quantitative RT-PCRMethoden, den Nachteil der Bildung von Heteroduplexstrukturen bzw. der bevorzugten Amphfikation kürzerer DNA-Fragmente, was zu einer Unter- oder Überschätzung der HCVRNA führen kann. Mit der hier etablierten quantitativen RT-PCR ist es möglich, zehn RNAMoleküle zu detektieren. Dies entspricht etwa 500 HCV-Molekülen pro ml Serum. Die Anwendung der quantitativen RT-PCR bei 32 Patienten mit chronischer Hepatitis C Infektion zeigte keinen Zusammenhang zwischen dem Virustiter und der Höhe der Transaminasen bzw. des klinischen Erscheinungsbildes. Die Viruskonzentration schwankte von 105 bis 109 HCV-RNA-Molekülen pro ml Serum. Bei Patienten unter Interferon-Therapie zeigte sich, daß das Absinken der Transaminasen nicht in allen Fallen mil einer Eliminierung derHCV-RNA im Serum korreliert. In vitro Replikation von HCV und Untersuchungen zur Tumorigenität: Für viele Untersuchungen zur Pathogenese insbesondere der Tumorigenese des Hepatitis C Virus ist es notwendig, ein in vitro Replikationssystem zu etablieren. Die Replikation von HCV konnte in den Zellinien Molt4, Raji, Huh7 bzw. in PBMLs, immortalisierten Hepatozyten und primären Hepatozyten nachgewiesen werden. Jedoch war die Viruskonzentration nur sehr gering, und das Virus nur sporadisch an einigen Tagen in den Zellen bzw. im Überstand zu detektieren. Die ausgetesteten Zellsysteme waren nicht ausreichend, um Untersuchungen zur Pathogenese des Hepatitis C Virus korrekt durchführen zu können. Der Einsatz von PEG bzw. von Lipoproteinen hatte keinen Einfluß auf die in vitro Replikation des Virus. Sequenzvergleiche zwischen HCV-Isolaten aus Tumorgewebe und Isolaten aus umgebendem "gesundem" Gewebe sollten Aufschluß über mögliche direkte Einflüsse des Hepatitis C Virus auf die Entstehung hepatozellulärer Karzinome geben. Sequenzvergleiche innerhalb der 5'-NC-Region des Hepatitis C Virus zeigten keine Unterschiede zwischen Virus-Isolaten aus Tumor- bzw. Peritumorgewebe. Anhand der direkten Sequenzierung eines Bereiches der NS5- Region konnte das Vorhandensein verschiedener HCV-Varianten im Tumor- und im Peritumorgewebe nachgewiesen werden. Durch Isolierung und Sequenzierung von Isolaten aus jeweils drei verschiedenen Bereichen des Tumors bzw. des Peritumors konnte gezeigt werden, daß es sich nicht um eine zufällige Verteilung von HCV-Varianten über das Lebergewebe handelt, sondern um Tumor- bzw. Peritumor-spezifische Varianten. Die aus dem Tumor isolierten HCV-Core-Sequenzen wiesen alle im Vergleich zur Peritumor- bzw. Serumsequenz Veränderungen auf. Die Tumorsequenzen besitzen Mutationen, die entweder zu einem Abbruch der Proteinsynthese nach 28 bzw. 41 Aminosäuren führen oder zu einem Verschieben des Leserasters und dadurch bedingt, zu einer veränderten Aminosäuresequenz nach 19 bzw. 51 Aminosäuren. In Transformationsexperimenten mit NIH/3T3- und Rat1-Zellen konnte gezeigt werden, dass drei der aus dem Tumor isolierten Sequenzen die Proliferation der Zellen beeinflussen können. So konnten mit diesen Sequenzen transfizierte Zellen in 0.5 % FCS-haltigem Medium wachsen. Keine der Sequenzen konnte im Nacktmausversuch die Entstehung von Tumoren induzieren

Novel role of Ras-GTPase Activating Protein SH3 Domain-Binding Protein G3BP in adhesion and migration of 32D myeloid progenitor cells

Rho GTPases are involved in homing and mobilization of hematopoietic stem and progenitor cells due to their impact on cytoskeleton remodeling. We have previously shown that inhibition of Rho, Rac and Cdc42 clearly impairs adhesion of normal and leukemic hematopoietic progenitor cells (HPC) to fibronectin and migration in a three-dimensional stromal cell model. Here, we identified the Ras GTPase-Activating Protein SH3 Domain-Binding Protein (G3BP) as a target gene of Rho GTPases and analysed its role in regulating HPC motility. Overexpression of G3BP significantly enhanced adhesion of murine 32D HPC to fibronectin and human umbilical vein endothelial cells, increased the proportion of adherent cells in a flow chamber assay and promoted cell migration in a transwell assay and a three-dimensional stromal cell model suggesting a strong impact on the cytoskeleton. Immunofluorescent staining of G3BP-overexpressing fibroblasts revealed a Rho-like phenotype characterized by formation of actin stress fibers in contrast to the Rac-like phenotype of control fibroblasts. This is the first report implicating a role for G3BP in Rho GTPase-mediated signalling towards adhesion and migration of HPC. Our results may be of clinical importance, since G3BP was found overexpressed in human cancers

STAT activation status differentiates leukemogenic from non-leukemogenic stem cells in AML and is suppressed by arsenic in t(6;9)-positive AML

Acute myeloid leukemia (AML) is characterized by an aberrant self-renewal of hematopoietic stem cells (HSC) and a block in differentiation. The major therapeutic challenge is the characterization of the leukemic stem cell as a target for the eradication of the disease. Until now the biology of AML-associated fusion proteins (AAFPs), such as the t(15;17)-PML/RARα, t(8;21)-RUNX1/RUNX1T1 and t(6;9)-DEK/NUP214, all able to induce AML in mice, was investigated in different models and genetic backgrounds, not directly comparable to each other. To avoid the bias of different techniques and models we expressed these three AML-inducing oncogenes in an identical genetic background and compared their influence on the HSC compartment in vitro and in vivo. These AAFPs exerted differential effects on HSCs and PML/RARα, similar to DEK/NUP214, induced a leukemic phenotype from a small subpopulation of HSCs with a surface marker pattern of long-term HSC and characterized by activated STAT3 and 5. In contrast the established AML occurred from mature populations in the bone marrow. The activation of STAT5 by PML/RARα and DEK/NUP214 was confirmed in t(15;17)(PML/RARα) and t(6;9)(DEK/NUP214)-positive patients as compared to normal CD34+ cells. The activation of STAT5 was reduced upon the exposure to Arsenic which was accompanied by apoptosis in both PML/RARα- and DEK/NUP214-positive leukemic cells. These findings indicate that in AML the activation of STATs plays a decisive role in the biology of the leukemic stem cell. Furthermore we establish exposure to arsenic as a novel concept for the treatment of this high risk t(6;9)-positive AML