Decitabine demonstrates antileukemic activity in B cell precursor acute lymphoblastic leukemia with MLL rearrangements

Background

Promotor hypermethylation of CpG islands is common in B cell precursor acute lymphoblastic leukemia (BCP-ALL) with mixed lineage leukemia (MLL) gene rearrangements. Hypomethylating agents (HMA) such as azacitidine (AZA) and decitabine (DEC) reduce DNA hypermethylation by incorporation into DNA and were successfully introduced into the clinic for the treatment of myeloid neoplasias.

Methods

Here, we investigated whether HMA induce comparable biological effects in MLL-positive BCP-ALL. Further, efficacy of HMA and concomitant application of cytostatic drugs (cytarabine and doxorubicin) were evaluated on established SEM and RS4;11 cell lines. In addition, promising approaches were studied on BCP-ALL cell line- and patient-derived xenograft models.

Results

In general, DEC effects were stronger compared to AZA on MLL-positive BCP-ALL cells. DEC significantly reduced proliferation by induction of cell cycle arrest in G0/G1 phase and apoptosis. Most sensitive to HMA were SEM cells which are characterized by a fast cell doubling time. The combination of low-dose HMA and conventional cytostatic agents revealed a heterogeneous response pattern. The strongest antiproliferative effects were observed when ALL cells were simultaneously exposed to HMA and cytostatic drugs. Most potent synergistic effects of HMA were induced with cytarabine. Finally, the therapeutic potential of DEC was evaluated on BCP-ALL xenograft models. DEC significantly delayed leukemic proliferation in xenograft models as demonstrated longitudinally by non-invasive bioluminescence as well as ¹⁸F-FDG-PET/CT imaging. Unexpectedly, in vivo concomitant application of DEC and cytarabine did not enhance the antiproliferative effect compared to DEC monotherapy.

Conclusions

Our data reveal that DEC is active in MLL-positive BCP-ALL and warrant clinical evaluation.

Electronic supplementary material

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Röntgen-Kleinwinkeluntersuchungen der Lösungen und Gele von renaturierter Seide

1. Gegenstand der Untersuchungen sind wässerige Lösungen von nach Coleman und Howitt renaturierten Seiden und die daraus durch längeres Stehen erhaltenen wässerigen Gele; ferner wurden aus diesen gewonnene Luftgele studiert, deren Herstellung nach einem Verfahren gelang, das Hermans und Platzek für Cellulose entwickelt hatten.

2. Die Röntgen-Kleinwinkelanalyse erbrachte den Nachweis, daß teils stäbchen-förmige, teils blättchen-förmige Teilchen vorliegen. Die stäbchen-förmigen existieren in verschiedenen Aggregationsformen. Gefunden wurden an neutralen Lösungen und wässerigen Gelen Querschnitte von etwa 60 · 90 Å. Die aus Alkohol getrockneten Luftgele ergaben innerhalb der Fehlergrenzen den gleichen Wert, an den aus Benzol getrockneten finden wir etwa 60 · 180 Å, was offenbar einer Aneinanderlagerung der Prismen mit ihren Schmalseiten entspricht. Kaliumchloridzusatz wirkt spaltend. Der gefundene Querschnitt (65 · 19 Å) entspricht — unter Vorbehalt hinsichtlich der Unsicherheit gerade dieser Messung — einer Zerlegung der Prismen in Streifen parallel zur kurzen Nebenachse.

Neben die Berechnung der Gestalt aus der reinen Form der Kurven trat die Bestimmung des Querschnittes mittels der Porod schen Invariante, deren Verwendung zu einer wesentlichen Bereicherung der Auswertungsmöglichkeiten führt.

3. Der Vergleich der experimentell gefundenen Absolutintensität mit der berechneten zeigt, daß nie die ganze Substanzmenge in einer Verteilung von der Größenordnung der beschriebenen Teilchen vorliegt. Der in Erscheinung tretende Anteil ist bei der alkalischen Lösung besonders klein (3%), beträgt bei der klaren Lösung 10%, um schließlich im Wassergel und Luftgel bis auf etwa 60% zu steigen. Offenbar liegen in der Lösung ursprünglich viel kleinere Partikel vor, im Sinne der Vorstellungen von Coleman und Howitt u. a., die erst im Verlaufe des Konzentrierens, Alterns, Trocknens usw. zu den beschriebenen Teilchen zusammentreten. Sie können ihrerseits durch Wasserstoffbrücken lösende Agentien wieder desaggregiert werden.

4. Die Ergebnisse der Berechnung der spezifischen inneren Oberfläche der Luftgele aus der Intensität der Streukurve im Auslauf stimmen zufriedenstellend mit den aus der Teilchenform sich ergebenden Erwartungen überein.

5. Bestimmte, langsam dialysierte Gele lassen Blättchenform erkennen. Die Dicke liegt in der Gegend von 25 bis 50 Å.

Kleinwinkel-Röntgeninterferenzen bei nitrierter Seide

1. Naturseide wurde mit 0,15-und 1,5-n. Salpetersäure bei 100° und 40° C 2 bzw. 24 Stdn. lang nitriert. 2. Die eingebauten Tyrosinreste werden hierbei nitriert. Die Wanderungswege der Nitro-tyrosine auf dem Papyrogramm unter Verwendung von Isobutanol-Glykol-Essigsäure-Wasser als Lösungsmittel, bezogen auf Valin, betragen 0,74 für 3-Nitrotyrosin und 0,14 für 3.5-Dinitro-tyrcsin. 3. Beide Nitroseiden zeigen im Röntgenogramm auf dem Meridian außer dem bekannten Reflex bei 3,47 Ä drei weitere Reflexe (6,95, 10,36 und 20,9 Ä). Die Herkunft dieser Reflexe wird diskutiert. V r or kurzem wurde in dieser Zeitschrift über den

Orientierende Röntgen-Kleinwinkelmessungen an Chloroplasten von Allium porrum

Röntgen-Kleinwinkeluntersuchungen an verschiedenen Präparaten der Chloroplasten von Allium porrum haben ergeben:

1. Ein gefriergetrocknetes, lipidfreies Präparat zeigte eine diffuse Streuung mit typischem Blättchencharakter. Die Auswertung führt auf zwei Hauptanteile mit Blättchendicken von etwa 250 und 870 A.

2. Angetrocknete pulverisierte Chloroplasten lassen einen Bragg schen Reflex bei 62 bis 63 A erkennen. Der starke allgemeine Streuuntergrund macht die Zahlenangaben etwas unsicher.

Es liegt nahe, Zusammenhänge zwischen der Periode von 63 A und der Dicke isolierter Blättchen von 250 A (nämlich der vierfachen) zu sehen.

3. Angetrocknete Chloroplasten, als gerollter Film aufgenommen, zeigen wieder einen Braggschen Wert von 63 A, welcher einer senkrecht zur Lamellenebene stehenden Periode zuzuordnen ist. Dieses Präparat gibt noch zwei weitere Reflexe bei 42 und 48,5 A.

4. Das isolierte Lipid ergibt ein Diagramm mit einem ausgeprägten Maximum bei 51 A.

Kleinwinkel-Röntgeninterferenzen bei nitrierten Faserkeratinen

1. Menschen- und Roßhaar wurden mit 0.15—1,2-n. Salpetersäure bei 70—90- 24 Stdn. lang nitriert.

2. Die eingebauten Tyrosinreste werden zu 3-Nitro- und 3.5-Dinitrotyrosin nitriert. Ein Viertel der eingebauten Cystinbindungen und etwas mehr als die Hälfte der Säureamidgruppen werden umgesetzt. Wasserdampfaufnahme und Säurebindung der nitrierten Haare sind erheblich herabgesetzt.

3. Ein nitriertes Haarpräparat zeigt im Röntgenogramm auf dem Meridian Kleinwinkelreflexe bei 19,6; 24,4; 28,3; 39,3; 64.2 und 96,4 Å. Es wird angenommen, daß es sich um höhere Ordnungen einer Langperiode von 194 Å handelt, welche der etwas größeren Langperiode von 198—200 A des intakten α-Keratins entspricht. Ein nitriertes Roßhaar ergab im Röntgenogramm Meridian-Langperiodenreflexe, die einer Periode von 186 A entsprechen.