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Projekt
Charakterisierung von RAS-abhängigen Effektor-Signalwegen im multiplen Myelom
Antragsteller
Professor Dr. Ralf C. Bargou; Dr. Manik Chatterjee; Dr. Torsten Steinbrunn
Fachliche Zuordnung
Hämatologie, Onkologie
Förderung
Förderung von 2009 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 100308792
Hintergrund: In der Pathogenese des Multiplen Myeloms (MM) treten RAS-Mutationen im Krankheitsverlauf mit zunehmender Häufung auf und kennzeichnen die von der prämalignen Vorstufe MGUS ausgehende maligne Transformation. RAS-Proteine lassen sich derzeit nicht mit pharmakologischen Inhibitoren blockieren. Daher sollen in diesem Projekt onkogene RAS-abhängige Überlebensmechanismen in MM Zellen aufgeklärt werden, um RAS-Effektorkandidaten zu finden und zu evaluieren, die als mögliche therapeutische Angriffspunkte dienen können.Ergebnisse aus der ersten Förderperiode: Durch den Einsatz von spezifischen shRNA-Expressionskonstrukten konnten wir erstmals zeigen, dass das Überleben RAS-mutierter MM-Zellen stark von onkogenem RAS abhängt. Weitergehende Signalwegsanalysen zeigten, dass mutiertes RAS seine onkogenen Effekte nicht unbedingt über klassische sogenannte RAS-abhängige Signalwege wie Raf/MAPK und PI3K/Akt vermittelt. Obwohl Raf/MAPK und PI3K/Akt nicht vorrangig durch onkogenes RAS aktiviert werden, sind diese beiden Signalwege dennoch in Subgruppen von MM Patienten konstitutiv aktiviert und fördern das maligne Tumorwachstum in präklinischen MM Modellen. Daraus lässt sich schließen, dass Raf/MAPK und PI3K/Akt zumindest teilweise durch Mechanismen aktiviert werden, die von onkogenem RAS unabhängig sind. Darüber hinaus zeigen eigene Daten, dass Raf seine Effekte nicht zwingend über das klassische MEK/MAPK Modul vermittelt. Ausgehend von Ergebnissen unseres Whole-Exome Sequencing Programms (Z3) vermuten wir, dass Mutationen in vorgeschalteten Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTK) die zugrunde liegende genetische Hauptursache der konstitutiven Aktivierung von PI3K und Raf im MM darstellt. Zusätzlich deuten eigene Daten aus shRNA-vermittelten Knockdown-Versuchen in MM Zelllinien darauf hin, dass der Ral-Signalweg die onkogenen RAS Effekte in einer MMSubgruppe vermitteln könnte. In der Zusammenschau weisen diese Beobachtungen darauf hin, dass RTK, RAS, Raf und PI3K zwar durch verschiedene Mutationen differentiell aktiviert werden, allerdings kooperativ das maligne Wachstum fördern und damit als ein zentrales onkogenes Signalnetzwerk im MM fungieren. Um dieses Netzwerk wirkungsvoll auszuschalten, haben wir mit einer systematischen Analyse von Inhibitor-Kombinationen begonnen. In einem ersten Kombinationsansatz blockierten wir gleichzeitig MEK/MAPK und PI3K/Akt in einer großen Serie von primären MM Zellen und konnten so sensitive und nichtsensitive Subgruppen identifizieren.Geplante Untersuchungen für die zweite Förderperiode: Aufbauend auf unseren vorhergehenden Arbeiten besitzt dieses Projekt zwei Haupthypothesen. Die erste Hypothese besagt, dass der Raf/MAPK und der PI3K/Akt Signalweg durch vorgeschaltete Mechanismen aktiviert werden, die unabhängig von mutiertem RAS fungieren. Die zweite Hypothese besagt, dass mutiertes RAS seine onkogenen Effekte zumindest teilweise über Signalwege vermittelt, die sich von Raf/MAPK und PI3K/Akt unterscheiden. Als erstes Ziel sollen daher die Mechanismen identifiziert werden, die zur Deregulierung von Raf und PI3K führen. Besonderes Augenmerk werden wir auf die Analyse von Mutationen in RTKs und weiteren Kandidaten richten, die in der vorherigen Förderperiode identifiziert wurden. Das zweite Ziel ist, nachgeschaltete Raf- und PI3K-Effektormechanismen zu analysieren, um potenzielle Resistenzmechanismen und Interaktionen mit anderen onkogenen Signalwegen zu identifizieren. Als drittes Ziel soll unsere Hypothese untersucht werden, dass noch unbekannte Ral-Effektorproteine in Abhängigkeit von onkogenem RAS eine überlebenswichtige Rolle im MM übernehmen. Schließlich beabsichtigen wir aufgrund unserer vielversprechenden Ergebnisse der oben genannten Kombinationsbehandlung, pharmakologische Therapieansätze in vivo zu entwickeln, die zentrale Knotenpunkte des RTK/RAS/Raf/PI3K Netzwerks zielgerichtet angreifen. Hierfür werden wir unterschiedliche Kombinationsansätze systematisch in verschiedenen MM Mausmodellen analysieren.
DFG-Verfahren
Klinische Forschungsgruppen
