Aberrante DNA-Methylierung des Transkriptionsfaktors C/EBP[alpha] bei akuter myeloischer Leukämie

Cabral do Ó, Nicole Tânia; Galm, Oliver

doi:2748

Aberrante DNA-Methylierung des Transkriptionsfaktors C/EBP[alpha] bei akuter myeloischer Leukämie = Aberrant DNA methylation of the transcriptionfactor C/EBPα in acute myelogenous leukemia

Cabral do Ó, Nicole Tânia

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Nicole Tânia Cabral do Ó

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangIII, 88 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Galm, Oliver (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-01-30

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-27489
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50768/files/Cabral_do_O_Nicole.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Innere Medizin (mit dem Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie) (531040-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Akute myeloische Leukämie (Genormte SW) ; Epigenetik (Genormte SW) ; Zellzyklus (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; DNA Methylierung (frei) ; C/EBP (frei) ; transkriptionale Inaktivierung (frei) ; DNA methylation (frei) ; acute myelogenous leukemia (frei) ; epigenetics (frei) ; transcriptional silencing (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Basierend auf Ergebnissen über den Mechanismus der epigenetischen Inaktivierung bei hämatopoetischen Neoplasien sowie der Relevanz von CCAAT/enhancer binding protein alpha (C/EBP alpha) in der Regulation der Differenzierung von Leukozyten wurde in dieser Arbeit der Methylierungsstatus der C/EBP alpha Promotorregion bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) untersucht. Eine aberrante Methylierung der C/EBP alpha-Promotorregion konnte in 10/80 (12,5 %) der primären AML-Patientenproben bei den French-American-British (FAB) Subtypen M1, M2, M4, M4eo und M5 nachgewiesen werden. Eine Hypermethylierung lag ausschließlich bei den günstigen und intermediären Risikogruppen vor. Im Rahmen klinischer Studien lieferten die demethylierenden Substanzen 5-Aza-2’-desoxycytidin (DAC) und 5-Azacytidin (AZA) bei der Behandlung akuter Leukämien und Myelodysplastisches Syndrom (MDS) bereits viel versprechende Ergebnisse. In der vorliegenden Arbeit konnte für hämatopoetische Zelllinien gezeigt werden, dass eine aberrante Methylierung der C/EBP alpha-Promotorregion mit einer Inaktivierung der Transkription assoziiert ist. Die Inkubation hämatopoetischer Zelllinien mit der demethylierenden Substanz DAC führte zu einer Demethylierung der C/EBP alpha-Promotorregion. Mit Hilfe einer Real-Time Polymerasekettenreaktion (PCR) vor und nach DAC-Behandlung konnte eine Reexpression von C/EBP alpha nach DAC-Exposition demonstriert werden. Die Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die Genregulation des putativen Tumorsuppressors C/EBP alpha bei AML auch durch epigenetische Veränderungen beeinflusst wird. Eine aberrante Methylierung der C/EBP alpha-Promotorregion scheint zur verringerten Genexpression zu führen. Da C/EBP alpha auch als Inhibitor der cyclin-dependent-kinase (CDK) 2 und 4 eine wichtige Rolle bei der Regulation des Zellzyklus spielt, sind die Methylierungsdaten von p15, ein bereits als epigenetisch relevantes zellregulierendes bei AML anerkanntes Gen, verglichen worden. Es gibt Hinweise auf eine inverse Korrelation, wobei dieser Zusammenhang im Rahmen größerer Studien evaluiert werden müsste. Eine Untersuchung pathogenetischer Zusammenhänge zwischen aberranter C/EBP alpha-Methylierung und C/EBP alpha-Mutation könnte hinsichtlich eines Zusammenhangs genetischer und epigenetischer Mechanismen aufschlussreich sein. Weiterhin könnte eine aberrante Methylierung der C/EBP alpha-Promotorregion hinsichtlich der Heterogenität der AML diagnostische und prognostische Relevanz besitzen. Zur Verifizierung dieser Aussage müsste ein umfangreicheres und homogen behandeltes Patientenkollektiv untersucht werden. Ein besseres Verständnis der pathogenetischen Zusammenhänge zwischen Epigenetik und AML kann die Entwicklung neuer Biomarker und innovativer Therapiekonzepte unterstützen.

Based on the role of epigenetic changes as an alternative mechansim of transcriptional inactivation of cancer-related genes in hematopoietic malignancies as well as the relevance of CCAAT/enhancer binding protein alpha (C/EBP alpha) in early stages of myeloid differentiation and regulation we investigated the methylation status of the C/EBP alpha promotor region near the transcription start site in acute myelogenous leukemia (AML). Aberrant methylation of the C/EBP alpha promotor region was found in 10/80 (12,5%) primary samples from AML in the French-American-British (FAB)-subtypes M1, M2, M4, M4eo und M5. Moreover hypermethylation was detected exclusively in cytogenetically favorable and intermediate risk groups. Clinical trials with demethylating agents as 5-aza-2’-desoxycytidine (DAC) und 5-azacytidin (AZA) provided promising findings in therapy of acute leukemias and myelodysplastic syndrome (MDS). We showed, that in hematopoietic tumor cell lines, CpG island hypermethylation of the proximal C/EBP alpha promotor region was associated with transcriptional silencing, and treatment with the demethylating agent DAC resulted in C/EBP alpha reexpression and promotor demethylation. C/EBP alpha has been shown to regulate cell cycle progression through inhibition of cyclin-dependent-kinase (CDK) 2 and 4. Therefore we investigated a possible relationship between the methylation patterns of C/EBP alpha and another cell cycle regulator p15, which is a common target for epigenetic inactivation in AML. Our data indicate an inverse correlation between aberrant methylation of C/EBP alpha and the negative cell cycle regulator p 15. This context should be evaluated in more extensive trials. The investigation of pathophysiological coherency between aberrant C/EBP alpha methylation and C/EBP alpha-mutation could be interesting concerning genetic and epigenetic mechanisms. In addition to that C/EBP alpha may add to the list of epigenetically silenced tumor suppressor genes with a well-defined biological role in leukemogenesis that could be used for disease stratification as well as a therapeutic target.

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