Analyse onkogener Varianten der negativen JAK/STAT Regulatoren: Wirkungsweise und Bedeutung

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Marienfeld, seit 5/2023
• Fachliche Zuordnung: Pathologie
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257217594

Die Janus Kinase (JAK)/Signal Transducer and Activator of Transcription (STAT)-Signalwege kontrollieren Zellwachstum und -überleben und zeigen häufig eine dysregulierte Aktivität in B-Zell-Lymphomen, wie dem klassischen Hodgkin Lymphom (cHL), dem diffus großzelligen B-Zell Lymphom (DLBCL) sowie dem primär mediastinalen B-Zell-Lymphom (PMBL). Teilweise ist das auf inaktivierende Mutationen bei negativen JAK/STAT Regulatoren wie PTPN1 und SOCS1 zurückzuführen. Im Zentrum der ersten Förderperiode stand die Bedeutung der Protein-Tyrosin-Phosphatase 1B (PTP1B/Gen: PTPN1) bzw. verkürzter PTPN1-Varianten, identifiziert in Hodgkin/Reed-Sternberg-Zellen. Eine dieser PTPN1-Varianten, der mit dem Exon 6 das katalytische Zentrum fehlte, steigerte die JAK/STAT-Aktivität sowie JAK/STAT-abhängige Genexpression deutlich. Als Folge zeigte sich ein erhöhtes Zellwachstum und eine verstärkte Chemotherapeutika-Resistenz nach PTP1B6-Expression in L-428 cHL-Zellen, welches zum Teil auf einer induzierten PTP1BWT-Proteolyse basierte. Während PTP1B6 eine Spleißvariante darstellt, basiert eine weitere PTPN1-Variante, PTPN12-4, auf einer PTPN1-Mutation. PTPN12-4 erhöhte die JAK/STAT-Aktivität und Genexpression, das Zellwachstum sowie die Chemotherapeutika-Resistenz, ohne die Stabilität des PTP1BWT zu verändern. Das Ziel des hier vorliegenden Folgeantrags ist es, diese Erkenntnisse zur Bedeutung der PTPN1-Varianten zu vertiefen sowie den Fokus auf SOCS1 auszuweiten, da wir in Vorarbeiten einen ähnlichen positiven Effekt einer ausgewählten SOCS1-Mutante beobachtet haben. Zur vertieften Analyse soll das Interaktom der PTP1B-Varianten mittels gekoppelter Affinitätschromatografie-Massenspektrometrie bestimmt und die neuen Interaktionen charakterisiert werden, um Erkenntnisse über zusätzliche, betroffene Signalwege zu erhalten. Das gleiche Ziel haben geplante Analysen der durch PTP1B-Varianten modifizierten phospho-Proteome und Transkriptome. Zur Analyse der SOCS1-Mutanten wollen wir unterschiedliche SOCS1-Mutanten (SNPS, kleine DelIns, sowie Nonsense- und frame shift Mutanten) biochemisch und funktionell charakterisieren. Dazu wird ihr Einfluss auf die das JAK/STAT-System sowie auf Überleben und Apoptose einer geeigneten B-Zell-Lymphom-Zelllinie untersucht. Interessanterweise spielen Transkriptionsfaktoren und Signalwege, die bei der B-Zell-Differenzierung essentiell sind, auch in B-Lymphomen eine bedeutende Rolle, wie z.B. Pax5 und BCL6. Da die Kontrolle der Expression dieser Transkriptionsfaktoren (TFs) und -Kofaktoren (coTFs) durch den kanonischen NF-kB- sowie den JAK/STAT-Signalweg erfolgt, werden wir in einem ex vivo-Modell mit Keimzentrums-B-Zellen die Bedeutung von SOCS1, PTP1B sowie deren onkogenen Varianten für diese TFs und coTFs untersuchen. Wir erhoffen uns mit dem hier vorgestellten Programm nicht nur vertiefende Erkenntnisse zu cHL-Pathogenese, sondern auch Implikationen für die Regulation der JAK/STAT-Signalwege in anderen Tumor-Entitäten, zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Peter Möller
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Malena Zahn, bis 4/2023