Molekulare Inhibitoren der AML1/ETO Onkogenfunktion 

Leitung:		Prof. Dr. Manuel Grez
Institut:		Georg-Speyer-Haus Frankfurt
Homepage:		www.georg-speyer-haus.de/grps/

In 12 % aller de novo akuten myeloischen Leukämien ist die Translokation t(8;21) präsent, woraus das chimäre Fusionsprotein AML1/ETO entsteht. Das AML1/ETO-Protein ist zusammengesetzt aus dem N-terminalen Teil des AML1-Proteins und fast dem gesamten ETO-Protein. Durch die Interaktion mit nukleären Proteinen, zu denen vor allem Korepressoren gehören und durch die Fähigkeit der DNA-Bindung wird die Funktion von AML1/ETO weitesgehend als transkriptioneller Repressor gewertet. Durch die Expression von AML1/ETO kommt es zu einer Differenzierungsblockade der myeloiden Entwicklungslinie. Essentiell für die leukämogene Funktion von AML1/ETO ist die Tetramerisierung über die NHR2-Domäne. In vorausgegangenen Studien konnte durch die virale Expression des Polypeptids NC128 gezeigt werden, dass die Oligomerisierung von AML1/ETO durch dieses Polypeptid gehemmt und infolgedessen es zu einer Zelldifferenzierung kommt. Weiterführende Analysen dokumentierten, dass bereits die Blockade des Dimer-Tetramer Übergangs ausreicht, das leukämogene Potential von AML1/ETO zu inhibieren. Demnach lag das Ziel dieser Arbeit in der Identifizierung von kleinen Peptiden und niedermolekularen Substanzen, die eine Dimer-Dimer Interaktion der NHR2-Domäne blockieren können. Eine bereits identifizierte Hot Spot-Region auf dem NHR2-Dimer Interface stellte dafür die Zielregion der Inhibitoren dar. Zunächst wurde mit Hilfe eines 18-mer Peptids, welches voraussichtlich diese Hot Spot-Region adressiert, die NHR2-Tetramerinhibition in vitro gezeigt. Zusätzlich konnten innerhalb der Peptidsequenz Aminosäuren ermittelt werden, die für den Inhibitionseffekt des Peptids essentiell sind. Diese Aminosäuren wurden folglich als Suchstruktur für ein virtuelles screening genutzt, mit dem niedermolekulare Substanzen ermittelt wurden, die die Hot Spot-Region adressieren sollten. Nach der Etablierung eines ELISA-basierten NHR2-Tetramerisierungs-Assays wurde dieser für die Identifizierung potentieller Tetramerinhibitoren genutzt. Es folgte anschließend eine Analyse der Kandidaten in t(8;21)-positiven Zellen, um eine mögliche Inhibition der AML1/ETO-Funktion durch die Tetramerinhibitoren zu analysieren. In Folge dieser Untersuchungen wurde die Substanz X.13 als potenzieller Inhibitor von AML1/ETO identifiziert, die eine Spezifität für t(8;21)- positive Zellen zeigte. Die Substanz X.13 bewirkte eine verringerte Zellproliferation, Zelldifferenzierung und eine erhöhte Apoptoserate in AML1/ETO-positiven Zellen. Zusätzlich konnte durch X.13 das Potenzial zur Tumorbildung von SKNO-1 Zellen in Mäusen verringert werden. Diese neue Substanz könnte somit als Leitstruktur für spezifische AML1/ETO-Inhibitoren fungieren, die in Zukunft für eine gezielte anti-leukämische Therapie in t(8;21)-positiven Patienten eingesetzt werden könnten.