Freisetzung des kurativen Potenzial ATRAs in Nicht-APL AML: Identifizierung der Mechanismen, welche der Repression der Retinsäurerezeptoraktivität durch anormale Lysinmodifikation zugrunde liegen.

• Antragsteller: Tino Schenk, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274481353

Die Überlebensraten von Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) sind immer noch inakzeptabel niedrig. Die Behandlung mittels Chemotherapie und Knochenmarkstransplantation führt zu einer erhöhten Sterblichkeit vor allem bei älteren Patienten. Eine Alternative dazu bietet die spezifischere und weniger toxische Differenzierungstherapie. Ihr Potential wurde durch die Entdeckung des Retinsäurerezeptor (RAR)-Agonisten all-trans-Retinsäure (ATRA) als Therapie für die akute Promyelozytenleukämie (APL) gezeigt. Andere AML Typen (non-APL AML) sind jedoch weitgehend resistent gegen ATRA.Uns ist es gelungen, die Lysindemethylase LSD1 und die Acetyltransferase GCN5 als Enzyme zu identifizieren, welche die ATRA induzierte Differenzierung in AML Zellen blockieren. Wir konnten zeigen, dass ATRA in Kombination mit Inhibitoren gegen LSD1 (GSK-LSD1) und GCN5 (MB3) myeloische Differenzierung in AML Zelllinien und Patientenproben induziert.Die Mechanismen, die dem Differenzierungsblock durch LSD1 und GCN5 zugrunde liegen, sind nicht vollständig aufgeklärt.Ziel dieses Vorhabens ist es, das Zusammenspiel von GCN5 und LSD1 in der Dysregulation der myeloischen Differenzierung zu untersuchen. Der Fokus soll dabei auf der veränderten Aktivität und Chromatinbindung myeloischer Transkriptionsfaktoren und der daraus folgenden ATRA-Resistenz liegen.Im ersten Teil des Projekts werden wir die Rolle von GCN5 als nachgeschaltetem Regulator des LSD1-Signalweges untersuchen. Wir vermuten, dass GCN5 durch die Reprimierung des Transkriptionsfaktors CEBPA zur verstärkten Bindung des GFI1/CoREST Komplexes beiträgt.Im zweiten Teil werden wir die direkten und indirekten Zielgene des Retinsäurerezeptors Alpha (RARA) bestimmen und untersuchen, ob diese direkt oder indirekt durch GFI1/CoREST und CEBPA reguliert werden.Im dritten Teil werden wir in molekular charakterisiertem, primärem Patientenmaterial Komponenten des LSD1/GCN5-Regulationsweges, wie CEBPA-Mutationen und aberrante Aktivierung von RAR-gamma, untersuchen, die das Ansprechen auf ATRA verhindern. Zusammengenommen werden diese Experimente aufklären wie LSD1 und GCN5 myeloische Transkriptionsfaktoren dysregulieren und so zum Differenzierungsblock in der AML beitragen. Weiterhin wird der kombinierte Einsatz von UV Laser ChIP-seq und klassischer ChIP-seq sowohl Quantität und Qualität der detektierten Transkriptionsfaktorbindestellen verbessern als auch eine Unterscheidung zwischen direkter und indirekter Bindung ermöglichen. Zusammen mit genomweiten Expressionsanalysen wird es zum ersten Mal möglich sein, die unterschiedlichen Funktionen von direkt und indirekt gebundenen Transkriptionsfaktoren zu untersuchen.Die kombinierte Analyse der Genexpressionsprofile primärer Patientenproben mit deren Ansprechen auf die Behandlung mit LSD1 und GCN5 Inhibitoren in Kombination mit RAR-Agonisten wird es ermöglichen Muster zu identifizieren, die eine Vorhersage über den Erfolg der Differenzierungstherapie erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen