Groepsleider: Prof. dr. Olaf Heidenreich
Functioneel ontleden van de trnascriptie netwerken in leukemie
Eiwitten, gecodeerd door fusie-genen, die transcriptie reguleren, zoals RUNX1/ETO en MLL/AF4 veroorzaken leukemie door de genexpressie in bloedcellen te verstoren (Ptasinska et al., 2012, 2014). Deze verstoorde genexpressie heeft genproducten als gevolg die continue aangemaakt moeten worden om leukemie te behouden. Door genomics en genexpressie te analyseren met RNAi en CRISPR hebben wij cruciale transmitters van fusie-genen geïdentificeerd. Hierna hebben we deze genen onderzocht en bevestigt, zowel in weefselkweek als in vivo, dat ze als aangrijpingspunt voor medicatie kunnen dienen. Wij zullen nu combinaties van medicijnen verkennen en ontwikkelen die deze genproducten aanpakken. We richten on of het testen van de werkzaamheid en selectiviteit in xenotransplantaten uit patiënten gewonnen in weefselkweek en in immunodeficiëntie muizen.
Behandeling gericht op fusie-genen via siRNA
Wij hebben een methode ontwikkeld waarbij siRNA stoffen aflevert om fusie-genen die leukemie in stand houden aan te pakken (van Asbeck et al., 2013). Muizen met xenotransplantaten met t(8;21) AML cellen die het fusie-gen RUNX1/ETO continue tot uiting brengen, waren gebaat bij een liposomale behandeling. Deze behandeling verlengde de mediaan leeftijd aanzienlijk en tast de vernieuwing van de leukemiecellen aan, zo is gebleken uit onze analyses. Wij gaan onderzoeken of we de aanhechting van de liposomen kunnen verbeteren door ze met recepetorliganden te bekleden. Mogelijk verbetert dit ook het behoud in vivo en de opname door leukemiecellen. Daarnaast onderzoeken we de mogelijkheid dat verstoring van de fusie-genen nieuwe kwetsbaarheden teweegbrengt die als mikpunt voor therapie kunnen dienen. Samenvattend, onderzoeken wij mogelijke combinatie van liposomale siRNA formules met moleculair kleine stoffen (bijv. klassieke medicijnen) in xenotransplantaten verkregen uit patiënten in de weefselkweek en in immunodeficiëntie muizen.
Een ex vivo model om patiënt specifieke reacties op behandelingen te bepalen
In contrast tot leukemiecellijnen, hebben leukemiecellen verkregen uit patiënten de klonale heterogeniteit die aanwezig is in patiënten. Hierdoor zijn dit superieure modellen om de werkzaamheid van medicijnen te testen in weefselkweek en voor het voorspellen van de reacties van patiënten. Helaas is het knelpunt dat de cellen uit patiënten verkregen slecht overleven in weefselkweek. Wij zijn deze uitdaging aangegaan en hebben een platform tot stand gebracht van mesenchymale stamcellen (MSCs) uit het beenmerg die voor langere tijd overleven in kweek en waarin ze functioneren als xenotransplantaten uit patiënten (Pal et al., 2016). Om de donor gerelateerde variëteit van de MSCs te minimaliseren hebben we iPSC cellijnen opgericht uit de MSCs. Deze kunnen worden ontwikkeld tot verschillende niche componenten, waaronder MSC cellijnen en endotheelcellen. Deze cellijnen gebruiken we om medicijnen op te testen. Een extra doel van dit project is het ontwikkelen van een platform om patiënt-specifieke gevoeligheid voor midden te voorspellen middels genoom- en transcriptoom sequentie. En ook het verkennen van de communicatie tussen leukemiecellen en hun micro-omgeving.
Assi SA, Imperato MR, Coleman DJL, Pickin A, Potluri S, Ptasinska A, Chin PS, Blair H, Cauchy P, James SR, Zacarias-Cabeza J, Gilding LN, Beggs A, Clokie S, Loke JC, Jenkin P, Uddin A, Delwel R, Richards SJ, Raghavan M, Griffiths MJ, Heidenreich O, Cockerill PN, Bonifer C. Subtype-specific regulatory network rewiring in acute myeloid leukemia (2019) Nat Genet. 1(1):151-162. PubMed PMID: 30420649
Martinez-Soria N, McKenzie L, Draper J, Ptasinska A, Issa H, Potluri S, Blair H, Pickin A, Isa A, Chin P, Tirtakusuma R, Coleman D, Nakjang S, Assi S, Forster V, Reza M, Law E, Berry P, Mueller D, Elder A, Bomken S, Pal D, Allan J, Veal G, Cockerill P, Wichmann C, Vormoor J, Lacaud G, Bonifer C, Heidenreich O. The Oncogenic Transcription Factor RUNX1/ETO Corrupts Cell Cycle Regulation to Drive Leukemic Transformation. (2018) Cancer Cell 34: 626–642. PubMed PMID:30300583
Pal D, Blair HJ, Elder A, Dormon K, Rennie KJ, Coleman DJ, Weiland J, Rankin KS, Filby A, Heidenreich O, Vormoor J. (Joint senior authorship). Long-term in vitro maintenance of clonal abundance and leukaemia-initiating potential in acute lymphoblastic leukaemia. (2016) Leukemia 30: 1691-1700. PubMed PMID: 27109511
Ptasinska A, Assi SA, Martinez-Soria N, Imperato MR, Piper J, Cauchy P, Pickin A, James SR, Hoogenkamp M, Williamson D, Wu M, Tenen DG, Ott S, Westhead DR, Cockerill PN, Heidenreich O, Bonifer C. (Joint senior authorship). Identification of a dynamic core transcriptional network in t(8;21) AML that regulates differentiation block and self-renewal. (2014) Cell Rep. 8:1974-1988 PubMed PMID: 25242324
van Asbeck AH, Beyerle A, McNeill H, Bovee-Geurts PH, Lindberg S, Verdurmen WP, Hällbrink M, Langel U, Heidenreich O, Brock R. (Joint senior authorship). Molecular parameters of siRNA--cell penetrating peptide nanocomplexes for efficient cellular delivery. (2013) ACS Nano 7:3797-3807 PubMed PMID: 23600610
Ptasinska A, Assi SA, Mannari D, James SR, Williamson D, Dunne J, Hoogenkamp M, Wu M, Care M, McNeill H, Cauchy P, Cullen M, Tooze RM, Tenen DG, Young BD, Cockerill PN, Westhead DR, Heidenreich O, Bonifer C. (Joint senior authorship). Depletion of RUNX1/ETO in t(8;21) AML cells leads to genome-wide changes in chromatin structure and transcription factor binding. (2012) Leukemia 26:1829-1841 PubMed PMID: 22343733