Control of blast cell proliferation and differentiation in acute myelogenous leukemia by soluble polypeptide growth factors

Abstract

Proliferation of acute myelogenous leukemia (AML) derived blast cells requires the presence in culture of one or more growth factors. In the majority of cases Interleukin-3 (1L-3) and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) stimulate clonogenicity of AML blasts, which can be synergised by Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-1 (IL-1) and granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF). In contrast, macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) favors deterministic divisions. A substantial part of AML samples have clonogenic cells which, however, proliferate autonomously in vitro. The production by leukemic cells of a variety of growth or synergizing factors including GM-CSF, G-CSF, IL-1, IL-6, and Tumor Necrosis Factor (TNF) has been demonstrated and a fraction of cases will use these molecules to support clonogenic growth in an autocrine or paracrine fashion. However, unlike the situation with retrovirus-induced murine or avian leukemias, the role of production of CSFs and other cytokines by human leukemic cells in the transformational process remains uncertain.

Zusammenfassung

Die Proliferation von Blasten akuter myeloischer Leukämien (AML) erfordert in vitro die Anwesenheit eines oder mehrerer hämatopoetischer Wachstumsfaktoren. Interleukin-3- und Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor (GM-CSF) stimulieren in der überwiegenden Mehrzahl leukämischer Zellproben die Klonogenität von AML-Blasten. Interleukin-6, Interleukin-1 und Granulozyten-stimulierender Faktor können synergistisch die durch IL-3 und GM-CSF induzierte Blastenproliferation steigern. Im Gegensatz hierzu steuert der Makrophagen-Kolonie-stimulierende Faktor (M-CSF) überwiegend deterministische Teilungen. Ein erheblicher Anteil von AML-Proben weist jedoch klonogene Zellen auf, die in vitro autonom, d. h. in Abwesenheit exogener Wachstumsfaktoren, proliferieren. Wir zeigen, daß die Produktion von hämatopoetischen Wachstumsfaktoren und synergisierenden Faktoren GM-CSF, G-CSF, I1-1, IL-6 und Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) durch Leukämieblasten möglich ist und daß in einer Reihe von Fällen diese Moleküle von Leukämiezellen autorkin oder parakrin genutzt werden, um das eigene Wachstum zu steuern. Der Grund für die konstitutive Wachstumsfaktorexpression in AML-Blasten ist noch unbekannt.