Cellular drug resistance in acute myeloid leukemia: literature review and preliminary analysis of an ongoing collaborative study

Abstract

Cellular drug resistance is one of the main causes of the frequent ultimate failure of chemotherapy in childhood acute myeloid leukemia (AML). We here summarize the results of a literature review on in vitro drug resistance in childhood AML, focusing on studies using so-called cell culture assays. We also briefly describe some results of an ongoing collaborative study between the Research Laboratory of Pediatric Oncology in Amsterdam (University Hospital Vrije Universiteit) and the German BFM-AML Group. In general, the literature and our preliminary data on in vitro cellular drug resistance in AML are promising in terms of clinical relevance. Cell biological features and clinical response to chemotherapy are related to in vitro drug resistance. However, a large study including multivariate analysis is required to more firmly establish the clinical value of cellular drug resistance testing in childhood AML, and the collaborative study will therefore be continued. Possible applications of cell culture assays include risk-group stratification, rational improvements of current treatment protocols for subgroups of patients based on specific drug resistance profiles, individualised tailored therapy, the study of cross-resistance patterns between drugs, the study of possibilities to modulate or circumvent drug resistance, the study of drug interactions, selection of patients for clinical phase II studies and drug screening.

Zusammenfassung

Zytostatika-Resistenz ist einer der häufigsten Gründe für das Therapieversagen nach Chemotherapie bei akuter myeloischer Leukämie (AML) im Kindesalter. Die Ergebnisse eines Literaturreviews über Zytostatika-Resistenz bei Kindern mit AML werden zusammengefaßt unter besonderer Berücksichtigung von Studien, die den sogenannten Zellkultur-Assays anwenden. Zusätzlich werden einige Ergebnisse der laufenden kooperativen Studie zwischen dem Forschungslabor für pädiatrische Onkologie in Amsterdam (Univ.-Hospital Vrije Universiteit) und der deutschen BFM-AML-Gruppe kurz beschrieben. Generell sind sowohl die Angaben aus der Literatur and unsere vorläufigen Daten über die Zytostatika-Resistenztestung bei AML vielversprechend im Hinblick auf die klinische Relevanz. Zellbiologische Faktoren und das Ansprechen auf die Chemotherapie sind mit der Zytostatika-Resistenz korreliert. Es sind jedoch große Studien mit multivariaten Analysen notwendig, um den klinischen Wert der Zytostatika-Resistenztestung bei Kindern mit AML mit größerer Sicherheit zu bestätigen, und die laufende Studie wird deshalb fortgesetzt. Die möglichen Einsatzgebiete für die Zellkultur-Assays sind Risikostratifikation, begründete Verbesserungen von laufenden Behandlungsprotokollen für Subgruppen basierend auf spezifischen Zytostatika-Resistenzprofilen, individualisierte maßgeschneiderte Therapie, die Erforschung von Kreuzresistenzmustern zwischen Medikamenten, die Untersuchung von Möglichkeiten zur Modulation oder Vermeidung von Zytostatika-Resistenz, die Erforschung von Medikamenteninteraktionen, Selektion von Patienter für klinische Phase-2-Studien und Screening-Untersuchung von Medikamenten.

Key words

acute myeloid leukemia - childhood - drug resistance - cytarabine - anthracyclines

Schlüsselwörter

Akute myeloische Leukämie - Kinder - Zytostatika-Resistenz - Cytosin-Arabinosid - Anthrazykline