Új koncepció az onkohaematológiában (és onkológiában)

1. Új koncepció az onkohaematológiában (és onkológiában) Prof. Dr. Udvardy Miklós tanszékvezető egyetemi tanár, Belgyógyászati Intézet igazgatója DE OEC Belgyógyászati Intézet, Debrecen

2. Uj koncepció az onkohaematologiában (és onkologiában)Cancer stem cell koncepció(daganat specifikus őssejtek) Udvardy Miklós DEOEC Belgy. Intézet, Haematologia Tanszék 2012

3. Bevezetés • A daganatos őssejt az őssejteken belül kis subpopulatio, melynek elméleti ismérve, a fajokon átvitelő tumor átvitel • A koncepció értelmében a tumor keletkezése során kisszámu, a sejtciklusba nem kerülő (szunnyadó, dormant) őssejt keletkezik, mely metabolizmusa biztositja a quiescentiat, ill. a kemotherepiaresistentiat (eltérő ABC transporterek) ill. oxidativuton (aldehyddehydrogenáz) sugárérzékenysége is csekély. • Megőrzi és konzerválja a tumorsejt genetikus eltéréseket, de ahhoz a szunnyadó állapotban is épülnek ujmutatiok. • A metabolikus tulajdonságok eltérő szöveti őssejteknél is jelentősen hasonlóak lehetnek. • Egyik magyarázata lehet az onkologiában a kemo és sugárresistensrelapsusok megjelenésének jó minőségü komplett remissio után.

4. Hogy alakult ki a daganatos őssejt (CSC) koncepció? • Jelentős mértékben az onkohaematologiából részben deduktiv módon kialakult fogalom • Az alap az AML/ALL/CML nehézkes átvihetősége állatról állatra, igen nagy sejtszám kell, John Dick 1998, 1/10000 sejtből, ill. t8:21+ sejtpopuláció kimutatása rég gyógyult AML-ben • CML krónikus fázisban átvihető, a blastosban nem, ehhez jelátviteli utak köthetők ( pl. wnt-katenin) • Erőteljes lőkés: Glivec-TKIsikertöténetkrónikus myeloidleukaemiában, ahol komplett molekuláris remissio után visszatér e betegség a gyógyszer elhagyása után, szunnyadó TKI resistens daganat specifikus őssejt alcsoport

5. CSC koncepció helye • Az utolsó bő tiz év daganat pathomechanismus kutatás domináns, paradigmaváltást előidéző témája, többezer eredeti közlés, nagyszámu összefoglaló. Az alapkoncepció máig sem teljesen bizonyitott • Dominansan akut és krónikus leukaemia, de myeloma, lymphoma és szolid tumorok (melanoma, agy, bőr, prostata, pancreas, emlő, stb.) • Szunnyadó őssejt kompartment anyagcsere utjai eléggé hasonlóak, gyógyszertherapiástarget, tucatnyi preklinikai vagy Fázis I. molekula (pl. bőr, CML, emlő)

6. Dormant stem cell • A haemopoetikus őssejtek (CD34) zöme shorttermStemCell, kis része a Long term alosztály (igazi korai somatikus őssejt), s ezen belül lehet egy egészen kis kompartment, mely a daganatképződés során elkülönül, s egyáltalán nem kerül a sejtciklusba, igy rá a hagyományos és célzott kezelések nem hatékonyak, RELAPSUS, inkurabilitás • Hosszudormancy: a már kialakult mutatiokat megőrzi (jó DNS repair) de ujabbmutatiokra fokozottan vulnerabilis • Mi lehet a dormantcancerstemcell funkcionális alapja? A sejtciklust szabályozó eltérő mechanismusok • Multidrug rezisztencia, ABC transzporterek kipumpálják a cancerstemcellaktiv szereket • És még több más….

7. WRONG TARGET. Traditional cancer therapies (top) kill rapidly dividing tumor cells (blue) but may spare stem cells (yellow) that can give rise to a new tumor. In theory, killing cancer stem cells (bottom) should halt a tumor's growth lead to its disappearance.

8. ALAPKONCEPCIÓ • Dick és mtsai • AML őssejtek, 0,2 % CD34+/CD38- • A többi cd34+/cd38+ • Az AML transzferhez a CD34+/CD38- subpopulatio kell • Másik megfigyelés t8:21 min. frakció kimutatása évekkel az AML gyógyulása után

9. Quiescent CML stem cells are resistant to Imatinib • Primary CML CD34+ cells • Cultured in the presence and absence • of growth factors and Imatinib. • Dividing cells exquisitely sensitive to • Imatinib. • Quiescent cells not sensitive to Imatinib • “Oncogene addiction” in CML LSC? • BCR-ABL + CD34+ cells are present • in patients in CCR. Tessa Holyoake Ravi Bhatia

10. Leukaemiás Cancer karakterisztikus stem cell funkcionális különbség • Normális HSC: Cytokinre proliferál, normál HSC, NFKB aktiváció nem észlelhető • Leukemia őssejt: Cytokinre nem proliferál, de jelentős NFKB aktiváció • az NFKB aktiváció pedig azt jelenti, hogy a tumoros pathologiai történések tovább mélyülhetnek a természetes vagy exogen (?) cytokin hatásra

14. Conditional deletion of Smo impairs the development of BCR–ABL1-induced CML and depletes CML stem cells. C Zhaoet al. Nature000, 1-4 (2009) doi:10.1038/nature07737

15. Hogyan ismerhetők fel? • Immun fenotipus vizsgálat (th.célpont) • Aldehyddehydrogenáz aktivitás • MDR (Pgp3??) • Cytokinre adott válasz: proliferácio vs NFKB • Sejtes jelátviteli utak: self renewal, apoptosis (th. Célpontok) • Biologiai válasz – talán a közeljövőben

16. Viszonylag jól mérhető • Haematologia. Csontvelő aspiratum CD34+,CD38-,Aldh+++ sejtpopulatio (Gerber et al, Blood 2012) • G-CSF NFKB aktiváció (p65) • Jelentős versus csekély aldehyd-dehydrogenase aktivitás (ALDH), aldefluoros flow cytometriásassay • Ezt használják a leukaemia, lymphoma és a szolid tumor őssejt detektáláshoz is

18. Stem Cell Markers . Tumor type Acute myeloid leukemia Breast Tumor Brain tumor Colon cancer Colorectal cancer Head and neck cancer Hepatocellular carcinoma cell Lung adenocarcinoma Metastatic melanoma Pancreatic cancer Prostate cancer Renal cancer Surface marker CD34+, CD38- CD44+, CD24+, CD326 (EpCAM)+ CD133+ CD133+ CD326(EpCAM)high,CD44+,CD166+ CD44+ CD133+ Sca-1+, CD45–, CD31+, CD34+ CD20+ CD24+, CD44+, CD326 (EpCAM)+ CD133+ CD133+

21. Jelentősége • Tumorbiologia, őssejtkoncepció, • Sejtciklus szabályozás kutatás sokadik virágzása, hatalmas munka • Cancer stem cell detektálás, in vitro/vivo purging • A cancer stem cell hatásunak gondolt uj szerek megjelenése, legalább 20, multióriások: Pfizer, BristolMS, Novartis,stb. • Ugyanakkor még az alapkoncepció sem 100% biztos

24. CD138-, CD20+, telomerase, hedgehog manipulatiora érzékeny Immunmodulans (thalidomid és lenalidomid) is érzékeny

25. CSC terveink, DEOEC Haematologia (TAMOP palyazat) • Detektálás AML, ALL indukcio, allogentransplantatio után (Felnőtt és Gyermekhaematologia, Transzplantáció, Miskolc GyeK) • Autologtransplantatio, CSC detektálás a gyüjtöttgraftbanAML-ben, myelomában, egyéb lymphomákban • Detektálás Cd34+,CD38-,Aldefluor+, ill.GCSF után p65 aktiváció méréssel • Második fázisban therapiás konzekvenciák