Receptor protein-tyrosine phosphatases controlling activity of the oncoprotein FLT3 ITD
Hematology, Oncology
Final Report Abstract
Akute Myeloische Leukämien (AML) sind hämatologische Erkrankungen, die durch das Zusammenwirken verschiedener genetischer Aberrationen verursacht werden. In 25 bis 30 % aller AML-Fälle werden Mutationen in dem Onkoprotein FLT3 ITD (für FMS-like tyrosine kinase mit internen Tandemduplikationen) gefunden. Sie stellen eine wichtige, schwer zu therapierende Gruppe von AML-treibenden Mutationen dar. FLT3 gehört zur Klasse III Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTK) und spielt eine wichtige Rolle bei der Zellreifung und Proliferation von hämatopoetischen Vorläuferzellen. Mutierte FLT3 ITD Proteine zeigen veränderte Biogenese- und Signalcharakteristika, die zur zellulären Transformation führen. Durch zellbasierte in vitro Experimente hatten wir nachgewiesen, dass die zwei transmembranalen (Rezeptor-ähnlichen) Protein-Tyrosin-Phosphatasen (RPTP) DEP-1 (PTPRJ) and CD45 (PTPRC) als negative Regulatoren auf die Aktivität von Wildtyp-FLT3 wirken. Das Ziel des Projektes war es, die in vivo Funktion der RPTP DEP-1 (Ptprj) und CD45 (Ptprc) bei der Beeinflussung des AML-induzierenden Onkoproteins FLT3 ITD auf die Transformation von myeloischen Zellen zu untersuchen. Nach der Erzeugung von FLT3 ITD Ptprj-/- bzw. FLT3 ITD Ptprc-/- Mäusen haben wir das hämatologische Profil dieser Mäuse charakterisiert. Beide Mauslinien hatten eine drastisch verkürzte Lebenserwartung, stark vergrößerte Milz und Leber und starke Aberranzen des hämatologischen Profils. Durchflusszytometrische Untersuchungen zeigten eine massive Infiltration von myeloiden Zellen (Gr-1+ CD11b+) in der Milz, die von einem Zusammenbruch der Population von lymphoiden Zellen begleitet war. Zelltransformations-Assays zeigten ein stark erhöhtes transformierendes Potential von Lineage-negativen Vorläuferzellen. Die spezifische Phosphorylierung von FLT3 in Lineage-negativen Vorläuferzellen des Knochenmarks von FLT3 ITD RPTP-Knockout-Tieren war deutlich erhöht. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass beide RPTP in vivo als Tumorsuppressoren negativ auf die Aktivität des Onkoproteins FLT3 ITD wirken. Neben der aberranten Hämatopoese resultierte die Inaktivierung von Ptprc in FLT3 ITD-Mäusen in einem nicht vorhergesehenen Knochenphänotyp. Initiale Knochenanalysen zeigten verkürzte Gliedmaßenknochen, eine Erhöhung des Knochenvolumens, die von einer verringerten Knochendichte begleitet war. Außerdem wurden ectopische Knochenbildung in Milz und Niere beobachtet. Diese Ergebnisse deuten auf eine bisher nicht beschriebene Funktion von FLT3 ITD (und eventuell FLT3) auf die Regulation der Knochendifferenzierung bzw. des Knochenumbaus hin, was ebenfalls von Ptprc beeinflusst wird und sollen in einem DFG-Folgenantrag bearbeitet werden. In einem Seitenprojekt konnten wir zusätzlich zeigen, dass PTPRJ die Migration und die Phagocytose in Microgliazellen kontrolliert. Die antagonistische Rolle der RPTP macht deutlich, dass über die Aktivierung der Phosphataseaktivtät die onkogene Wirkung von FLT3 ITD eingeschränkt werden kann. Diese These wurde durch unsere Modellzellsystems bestätigt. Diese Untersuchungen werden gegenwärtig weiter geführt, um sie zur Publikation zu bringen. Die Aktivierung dieser antagonistisch wirkenden PTP könnte als alternatives Therapiekonzept für FLT3-ITD-positive AML-Patienten entwickelt werden.
Publications
- The protein-tyrosine phosphatase DEP-1 promotes migration and phagocytic activity of microglial cells in part through negative regulation of Fyn tyrosine kinase. Glia. 2017 Feb;65(2):416-428
Schneble N, Müller J, Kliche S, Bauer R, Wetzker R, Böhmer FD, Wang ZQ, Müller JP
(See online at https://doi.org/10.1002/glia.23100) - Loss of DEP-1 (Ptprj) promotes myeloproliferative disease in FLT3-ITD acute myeloid leukemia. Haematologica. 2018 Nov;103(11):e505-e509
Kresinsky A, Bauer R, Schnöder TM, Berg T, Meyer D, Ast V, König R, Serve H, Heidel FH, Böhmer FD, Müller JP
(See online at https://doi.org/10.3324/haematol.2017.185306) - Lack of CD45 in FLT3-ITD mice results in a myeloproliferative phenotype, cortical porosity, and ectopic bone formation. Oncogene. 2019 Jun;38(24): 4773-4787
Kresinsky A, Schnöder TM, Jacobsen ID, Rauner M, Hofbauer LC, Ast V, König R, Hoffmann B, Svensson CM, Figge MT, Hilger I, Heidel FH, Böhmer FD, Müller JP
(See online at https://doi.org/10.1038/s41388-019-0757-y)
