gms | German Medical Science

Fragestellung: Akute Leukämien stellen die häufigsten bösartigen Erkrankungen im Kindesalter dar. Momentaner therapeutischer Standard bei der kindlichen akuten myeloischen Leukämie (AML) ist die klassisch zytotoxische Chemotherapie, die mitotisch aktive Zellen angreift. Da sich Leukämie-induzierende Zellen meist in einem quieszenten Zustand befinden, sind sie chemotherapeutisch schwer angreifbar.

Ziel war es, differenzielle Effekte des Leukämie-Therapeutikums Arsentrioxid (ATO) in Bezug auf den Anteil dieser Leukämie-induzierenden Zellen innerhalb der Zelllinie KG-1a zu analysieren.

Methodik: Verschiedene leukämische Zelllinien wurden in Suspensionskultur gehalten. Durchflusszytometrisch kann der Anteil an Zellen mit Stammzelleigenschaften bestimmt werden. Dabei wird die Fähigkeit unreifer Zellen genutzt, einen Farbstoff (Hoechst) aktiv aus sich herauszupumpen. Zellen mit dieser Fähigkeit werden Side Population (SP) genannt und gehören zu den Leukämie-induzierenden Zellen.

KG-1a-Zellen wurden bei unterschiedlichen ATO-Konzentrationen für 24, 48 und 72 Stunden inkubiert und auf ihren Stammzellanteil hin untersucht.

Ergebnis: Reproduzierbar hohe SP-Anteile hatten die AML-Zelllinie KG-1a sowie die CML-Zelllinie K562.

Sowohl höhere ATO-Konzentrationen als auch längere Inkubationszeiten führten zu einem höheren Anteil der unreifen SP bei KG-1a-Zellen. Dieser Effekt kann auch bei besonders frühen Vorläuferzellen beobachtet werden.

Das Verhältnis zwischen SP-Zellen mit einfachem und jenen mit doppeltem Chromosomensatz ist bei unbehandelten Zellen ausgeglichen. Mit zunehmender ATO-Konzentration sowie Behandlungsdauer steigt dieses Verhältnis zugunsten der Zellen mit doppeltem Chromosomensatz deutlich an.

Schlussfolgerung: Die ATO-Behandlung führt zu einer Anreicherung insbesondere der SP mit doppeltem Chromosomensatz.

Dieser vermutlich mitogene Effekt könnte therapeutisch genutzt werden, da die Leukämie-induzierenden Zellen offensichtlich den Zustand der Quiszenz temporär verlassen und damit angreifbar für zytotoxische Medikamente wären. Der nächste Schritt liegt folglich in einer Kombinationstherapie aus ATO und einem weiteren zytotoxischen Agens, das die nun mitotisch aktiven Vorläuferzellen angreift.