3.4. Untersuchungen zum Auftreten von Leukämie bei geeigneten Tiermodellen

Projektleitung: Fraunhofer ITEM, Hannover
Beginn: 01.08.2020
Ende: 31.07.2023

Hintergrund

Die häufigste Art der Leukämie bei Kindern ist die akute lymphatische Leukämie die am häufigsten von Vorläufer-B-Zellen ausgeht (präB-ALL). Die präB-ALL ist gekennzeichnet durch das Auftreten wiederkehrender chromosomaler Translokationen, wie der ETV6-RUNX Translokation. Diese Veränderungen scheinen der erste Anstoß ("first hit") zu sein, damit sich eine normale hämatopoietische Vorläufer- oder Stammzelle in eine prä-leukämische Zelle umwandelt, für eine Leukämieentwicklung sind sie aber nicht ausreichend. Hierfür sind sekundäre Mutationen notwendig, die möglicherweise spontan oder durch Umwelteinwirkungen entstehen könnten. Auf Grund konsistenter Ergebnisse epidemiologischer Studien werden niederfrequente Magnetfelder als ein möglicher Umweltfaktor diskutiert, der zu einem erhöhten Risiko für Leukämie im Kindesalter führen kann. Die epidemiologischen Ergebnisse konnten jedoch durch tierexperimentelle Arbeiten und Untersuchungen an Zelllinien bisher nicht bestätigt werden. Zur weiteren Aufklärung eines möglichen Zusammenhangs zwischen ELF MF und Leukämie im Kindesalter, startete das von der Europäischen Union geförderte Projekt "Advanced Research on Interaction Mechanisms of electromagnetic exposures with Organisms for Risk Assessment" (ARIMMORA) im Jahr 2011 ^[1]. Ein Ziel des ARIMMORA-Projekts war es, die Rolle extrem niederfrequenter Magnetfelder (ELF-MF) in einem transgenen prä-B-ALL Mausmodell zu untersuchen. Dafür kam ein Mausmodell zur Anwendung (Sca-1-ETV6-RUNX1 Mausmodell), in welchem die häufigste Translokation bei Leukämie in Kindern, die ETV6-RUNX1 Translokation, konstitutiv in hämatopoietischen Stamm/Vorläuferzellen exprimiert wird ^[2]. In einem ersten Versuch wurden Sca1-ETV6-RUNX1 Mäuse bereits in utero bis zu einem Alter von 3 Monaten gegenüber 1,5 mT ELF-MF exponiert und anschließend bis zu einem Alter von 2 Jahren auf eine Leukämieentstehung hin beobachtet. Dabei entwickelte eine von 30 exponierten, aber keine der insgesamt 65 nicht-exponierten Mäuse eine präB-ALL. Das Ergebnis war aber aufgrund der kleinen Gruppengröße statistisch nicht signifikant.

Zielsetzung

Die Ergebnisse aus dem ARIMMORA-Projekt sollen überprüft werden. Um statistisch aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, wird eine größere Anzahl an Mäusen gegenüber ELF MF exponiert und über einen Zeitraum von 2 Jahren der Gesundheitszustand der Tiere dokumentiert. Dabei wird dasselbe Mausmodell und dieselben Expositionsbedingungen wie im ARIMMORA-Projekt verwendet.

Durchführung

Für das Vorhaben werden je 204 Sca1-ETV6-RUNX1 Mäuse gegenüber 1,5 mT ELF MF beziehungsweise gegenüber 0 mT ELF MF (scheinexponierte Kontrollgruppe) exponiert. Die Exposition erfolgt verblindet in zwei von außen nicht unterscheidbaren Expositionsanlagen. Die Tiere werden bereits in utero bis zu einem Alter von 3 Monaten exponiert mit einer Dauer von 20 Stunden pro Tag. Nach der 3-monatigen Exposition werden die Mäuse bis zu einem Alter von 2 Jahren auf eine Leukämieentstehung hin beobachtet. Hierzu verbleiben die Mäuse in demselben Raum unter spezifisch Pathogen-freien Bedingungen. Die Verblindung wird weiter aufrechterhalten. Eine mögliche Leukämieentwicklung bei den Tieren wird regelmäßig u.a. über Blutkontrollen überprüft. Der Gesundheitszustand der Tiere wird über Messung des Körpergewichtes und Erfassung von klinischen Symptomen regelmäßig überprüft. Im Anschluss an die 2-jährige Beobachtungsphase werden die Tiere makroskopisch und histologisch untersucht. Zusätzlich werden hämatologische Tests durchgeführt und der Immunstatus überprüft. Auf diese Weise werden mögliche neoplastische Veränderungen erfasst.

Referenzen

[1] Schüz, J., et al., Extremely low-frequency magnetic fields and risk of childhood leukemia: A risk assessment by the ARIMMORA consortium. Bioelectromagnetics, 2016. 37(3): p. 183-189.
[2] Campos-Sanchez, E., et al., Novel ETV6-RUNX1 Mouse Model to Study the Role of ELF-MF in Childhood B-Acute Lymphoblastic Leukemia: a Pilot Study. Bioelectromagnetics, 2019. 40(5): p. 343-353.