Identifikation und Modulation von Resistenzmechanismen gegenüber Rituximab in B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphomen
B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphome (B-NHL) sind eine heterogene Gruppe klonaler hämatologischer Neoplasien, die aus peripheren B-Lymphozyten hervorgehen. Die heutige Standardtherapie ist eine Kombination von zytotoxischen Chemotherapeutika mit dem therapeutischen anti-CD20-Antikörper Rituximab (MabThera®, Roche). Bisher gilt die Hypothese, dass die anti-tumoralen Wirkungen von Rituximab in vivo vor allem auf den indirekten, immunologischen Wirkmechanismen der antikörperabhängigen zellvermittelten Zytotoxizität (ADCC, antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity) und der komplementvermittelten Zytotoxizität (CDC, complement-dependent cytotoxicity) basieren. Über die direkten Wirkungen von Rituximab auf die intrazelluläre Signaltransduktion von B-NHL ist bisher nur wenig bekannt. Anhand von humanen B-NHL-Zelllinien, einem B-NHL-Xenotransplantationsmodel in immuninkompetenten NOD/SCID (non-obese diabetic/severe combined immunodeficiency)-Mäusen und primären Proben von B-NHL-Patienten wurde die Modulation der intrazellulären Signalwege von PI3K/Akt (phosphoinositide-3 kinase), MAPK (mitogen-activated kinase) und der Apoptosekaskade durch Rituximab in vitro und in vivo untersucht.
Dabei konnte gezeigt werden, dass Rituximab über den klassischen Signalweg der Caspasenaktivierung direkt intrinsische, „mitochondriale“ Apoptose induziert. Allerdings zeigte ein Teil der untersuchten B-NHL eine intrinsische Resistenz gegenüber Rituximab. Diese Resistenz basierte auf einer verstärkten Expression der anti-apoptotischen Proteine Bcl-xL und Mcl-1 sowie auf einer konstitutiven Aktivierung der Serin/Threoninkinase Akt, die an der Regulation von Zellwachstum und an der Inhibition von Apoptose beteiligt ist. Durch therapeutische Modulation der anti-apoptotischen Proteine der Bcl-2-Familie mit dem BH3-Mimetikum ABT-737 oder der Inhibition der PI3K, einem essentiellen Aktivator von Akt, mit LY294002 konnten resistente B-NHL-Zelllinien gegenüber Rituximab in vitro und in vivo sensitiviert werden.
B-cell Non-Hodgkin’s-Lymphoma (B-NHL) are a heterogeneous group of lymphoproliferative disorders with high clinical relevance. Standard treatment relies on cytotoxic chemotherapy and radiation. During the past decade the introduction of therapeutic antibodies, such as Rituximab (anti-CD20), has greatly improved therapeutic options. These antibodies are thought exert their clinical activity via indirect effect mechanisms, including antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) and complement-dependent cytotoxicity (CDC). In addition, direct effect mechanisms comprising the modulation of intracellular signalling and induction of apoptosis have been described, which are less well characterized. Here we show that Rituximab directly induces apoptosis via the mitochondrial pathway of caspase activation. Rituximab treatment cures immune deficient NOD/SCID mice from engraftment with human B-NHL, despite the absence of ADCC or CDC. Enforced expression of Bcl-xL confers Rituximab resistance to B-NHL xenografts resulting in dramatic in vivo pathology. B-NHL cells endogenously resistant to Rituximab exhibited increased expression of several anti-apoptotic Bcl-2 family proteins. Rituximab resistance was either overcome by co-treatment with the BH3 mimetic ABT-737, or by inhibition of constitutive signalling via the PI3K/AKT pathway. In conclusion, direct induction of apoptosis by Rituximab is relevant to its therapeutic activity. Caspase activation defects at the level of the mitochondria confer resistance to B-NHL.
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