Untersuchungen zur Rolle von Tropomyosin 4 und Tropomyosin 1 in der Hämatopoese, Thrombozytenproduktion und Thrombozytenfunktion

• Antragstellerin: Dr. Irina Pleines
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315312020

Vererbte Thrombozytenfunktionsstörungen sind durch Störungen in den Prozessen der Megakaryopoese, Thrombozytenproduktion und Thrombozytenfunktion charakterisiert und gehen oft mit einer erhöhten Blutungsneigung einher. Es ist mittlerweile anerkannt, dass im Menschen sowohl die Thrombozytenzahl (platelet count, PLT) als auch -größe (mean platelet volume, MPV) zum Großteil genetisch festgelegt sind. In genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) wurden kürzlich zwei Gene der Tropomyosin-Familie Aktin-bindender Proteine, Tropomyosin 1 (TPM1) und Tropomyosin 4 (TPM4), als potentielle Regulatoren von PLT und MPV identifiziert. Über die Rolle von Tropomyosinen in Zellen des hämatopoetischen Systems ist so gut wie nichts bekannt. Wir haben eine Mauslinie mit einer ENU-induzierten missense-Mutation im Tpm4 Gen identifiziert, welche in einem verfrühten STOP-Kodon resultiert. Interessanterweise zeigen Tpm4 mutante Mäuse eine Makrothrombozytopenie, die direkt mit der Tpm4-Gendosis korreliert. Andere Blutzellen waren dagegen kaum betroffen. In Kollaboration mit dem BRIDGE-Bleeding and Platelet Disorders (BPD) Konsortium konnten wir überdies eine Familie identifizieren, in der eine STOP-Mutation im TPM4 Gen segregiert, was ebenfalls mit dem Auftreten einer Makrothrombozytopenie verbunden ist. Bemerkenswerterweise resultierte ungenügende TPM4 Expression in einem proplatelet Bildungsdefekt in sowohl murinen als auch humanen Megakaryozyten (MKs), wobei der Defekt wiederum abhängig vom Grad der Expression war. Mechanistisch weisen unsere Befunde darauf hin, dass die Assoziation von TPM4 mit Aktin-Filamenten als Erkennungsplattform dient, welche die Aktivierung, Lokalisation und Stabilität einer Vielzahl an Regulatorproteinen des Zytoskeletts steuert, deren Zusammenwirken die finalen Schritte der Thrombozytenproduktion steuert. Im Gegensatz zu Tpm4 mutanten Mäusen zeigen Mäuse mit MK- und thrombozytenspezifischer Tpm1-Defizienz eine sehr milde Thrombozytopenie mit normaler Thrombozytengröße. In dem hier beschriebenen Projekt möchten wir mit Hilfe verschiedener transgener Mausmodelle die Rollen von TPM4 und TPM1 in der Thrombozytenproduktion und -funktion in vitro und in vivo untersuchen. Ein Fokus liegt hierbei auf der Aufklärung des Netzwerks von Tropomyosinen und interagierenden Proteinen in MKs und Thrombozyten mit Hilfe von Expressions- und Lokalisationsstudien in Kombination mit state of the art Imaging-Techniken. Des Weiteren werden wir der potentiellen funktionalen Redundanz von TPM1 und TPM4 im hämatopoetischen System auf den Grund gehen. Wir sind zuversichtlich, dass diese Herangehensweise es uns ermöglichen wird, neue Erkenntnisse über die Funktionen von Tropomyosinen, sowie dem Aktin-Zytoskelett allgemein, in der Thrombozytenproduktion und -funktion sowohl im Modellorganismus Maus als auch im Menschen zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen