Neuer Therapieansatz für Leukämie an der UDE entwickelt: Extrazelluläre Vesikel beeinflussen Knochenmark-Stammzellen

[05.06.2024] Winzige körpereigene Botenstoffe – große Informationswirkung: Kleine extrazelluläre Vesikel sind nur 30–200 Nanometer groß und werden von nahezu allen Zelltypen im menschlichen Organismus freigesetzt. In ihnen transportieren sie Moleküle, die an andere Zellen weitergegeben werden und so Informationen übermitteln. Diese Art der Kommunikation spielt bei der Entstehung von Krebs eine wichtige Rolle, da sie das Tumorwachstum und die Bildung von Metastasen beeinflusst. Ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen konnte nun nachweisen, dass die kleinen extrazellulären Vesikel bei akuter myeloischer Leukämie (AML) an der Verringerung der Differenzierung mesenchymaler Stromazellen (MSC) in der Mikroumgebung des Knochenmarks beteiligt sind. Die Entdeckung, wie diese Blockade funktioniert, könnte die Behandlung der meist noch sehr jungen AML-Patient:innen in Zukunft verbessern.

AML ist eine Krebsart, die das Leben junger Menschen verkürzt oder stark beeinträchtigt. Der jetzt an der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen entdeckte neue Therapieansatz gibt Hoffnung auf eine bessere Behandlung von AML. Das Team um PD Dr. Basant Thakur, Klinik für Kinderheilkunde III am Universitätsklinikum Essen, konnte zeigen, dass die Kommunikation zwischen Zellen bei AML gestört ist. Die Wissenschaftler:innen konnten beobachten, dass die kleinen extrazellulären Vesikel die Differenzierung von MSC in der Mikroumgebung des Knochenmarks reduzieren. Die Ursache liegt der Studie zufolge im Signalweg eines bestimmten Proteins, dem sogenannten Y-Box-Bindungsprotein 1 (YBX1). Bei Patient:innen mit AML ist der Spiegel des Proteins YBX1 stark erhöht, was die Mikroumgebung des Knochenmarks stört und die Differenzierung von MSC im Knochenmark, die zu Osteoblasten reifen, reduziert.

Nach der Entdeckung dieses Mechanismus konnten Dr. Thakur und sein Forschungsteam hier weitere Schlussfolgerungen ziehen: Erstens, dass die extrazellulären Vesikel das Proliferationspotenzial von MSC bei AML erhöhen. Zweitens, dass gleichzeitig Schlüsselproteine, die für eine normale Blutbildung wichtig sind, herunterreguliert werden. Und drittens, dass die extrazellulären Vesikel die Differenzierung von MSC im Knochenmark verringern, die zu Osteoblasten heranreifen.

Laut Dr. Venkatesh Kumar Chetty, dem Erstautor der Studie, „könnten erhöhte YBX1-Werte in den extrazellulären Vesikeln der Erkrankten ein neuer klinischer Biomarker für die Behandlung von AML sein.“ In Laborexperimenten konnte das Team zudem zeigen, dass die Unterdrückung des YBX1-Proteins in AML-Zellen die Differenzierung von MSCs in der Mikroumgebung des Knochenmarks verbessert. „Ein detailliertes Verständnis dieser Prozesse und der Funktion von YBX1 könnte ein möglicher neuer Therapieansatz für AML-Patient:innen sein“, ergänzt PD. Dr. Thakur.


Originalveröffentlichung:
Y-box binding protein 1 in small extracellular vesicles reduces mesenchymal stem cell differentiation to osteoblasts-implications for acute myeloid leukaemia