Identifizierung und Charakterisierung neuer Mutationen im Ras Signalweg bei Noonan-Syndrom und juveniler myelomonozytärer Leukämie

• Applicants: Professor Dr. Christian Flotho, since 10/2008; Professor Dr. Martin Zenker
• Subject Area: Pediatric and Adolescent Medicine
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 33851781

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

In diesem gemeinsamen Projekt konnten sehr erfolgreich neue Gene und molekulare Mechanismen bei Noonan-Syndrom und JMML erforscht werden. Das Konzept, dass prinzipiell die gleichen Gene, in denen Keimbahnmutationen zu Noonan-Syndrom und verwandten Erkrankungen führen, auch Relevanz für die JMML haben, wurde in dem Projekt an den Beispielen von NRAS und CBL eindrucksvoll bestätigt. Die Kooperation einer humangenetischen mit einer pädiatrisch-onkologischen Arbeitsgruppe erwies sich als effiziente Partnerschaft. Wir verstehen den Noonan-Phänotyp heute als das klinische Korrelat einer systemischen RAS-MAPK-Signalweg-Überaktivierung, so wie auf der anderen Seite die JMML der Prototyp eines RAS-MAPK-Signalweg-abhängigen Tumors ist. Allerdings konnten wir auch zeigen, dass manche Gene für Erkrankungen aus dem Formenkreis der RASopathien (SHOC2, SOS1, SPRED1) bei der JMML keine signifikante Rolle spielen. Die Klärung dieses Sachverhalts bedarf noch weiterer Untersuchungen, wie auch die Frage des möglichen Zusammenwirkens mehrerer Läsionen in RAS-MAPK-Signalweg-Genen bei Malignomen. Gleichzeitig konnten wir am Beispiel von KRAS- und HRAS-Mutationen bestätigen, dass Keimbahnmutationen in der Regel hypomorphe Allele darstellen, die im Gegensatz zu den somatischen Mutationen in Tumoren nur eine mildere Signalweg-Aktivierung bedingen. Dies ist eine Erklärung für die doch relativ geringe Inzidenz von onkologischen Erkrankungen bei Patienten mit Noonan-Syndrom.

Publications

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• Germline CBL mutations cause developmental abnormalities and predispose to juvenile myelomonocytic leukemia. Nat Genet 2010; 42(9):794-800
  Niemeyer CM, Kang MW, Shin DH, Furlan I, Erlacher M, Bunin NJ, Bunda S, Finklestein JZ, Sakamoto KM, Gorr TA, Mehta P, Schmid I, Kropshofer G, Corbacioglu S, Lang PJ, Klein C, Schlegel PG, Heinzmann A, Schneider M, Stary J, van den Heuvel-Eibrink MM, Hasle H, Locatelli F, Sakai D, Archambeault S, Chen L, Russell RC, Sybingco SS, Ohh M, Braun BS, Flotho C, Loh ML
  
• Heterozygous germline mutations in the CBL tumor-suppressor gene cause a Noonan syndrome-like phenotype. Am J Hum Genet 2010; 87(2):250-7
  Martinelli S, De Luca A, Stellacci E, Rossi C, Checquolo S, Lepri F, Caputo V, Silvano M, Buscherini F, Consoli F, Ferrara G, Digilio MC, Cavaliere ML, van Hagen JM, Zampino G, van der Burgt I, Ferrero GB, Mazzanti L, Screpanti I, Yntema HG, Nillesen WM, Savarirayan R, Zenker M, Dallapiccola B, Gelb BD, Tartaglia M
  
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  Steinemann D, Arning L, Praulich I, Stuhrmann M, Hasle H, Stary J, Schlegelberger B, Niemeyer CM, Flotho C
  
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• The face of Noonan syndrome: Does phenotype predict genotype. Am J Med Genet A 2010; 152A(8):1960-6
  Allanson JE, Bohring A, Dörr HG, Dufke A, Gillessen-Kaesbach G, Horn D, König R, Kratz CP, Kutsche K, Pauli S, Raskin S, Rauch A, Turner A, Wieczorek D, Zenker M
  
• Two cases of Noonan syndrome with severe respiratory and gastroenteral involvement and the SOS1 mutation F623I. Eur J Med Genet 2010; 53(5):322-4
  Fabretto A, Kutsche K, Harmsen MB, Demarini S, Gasparini P, Fertz MC, Zenker M
  
• Abnormal promoter DNA methylation in juvenile myelomonocytic leukemia is not caused by mutations in DNMT3A. Blood 2011; 118(16):4490-4491
  Wlodarski MW, Mötter J, Gorr T, Olk-Batz C, Hasle H, Dworzak M, Niemeyer CM, Flotho C
  
• Disruption of the histone acetyltransferase MYST4 leads to a Noonan syndrome-like phenotype and hyperactivated MAPK signaling in humans and mice. J Clin Invest 2011; 121(9):3479-91
  Kraft M, Cirstea IC, Voss AK, Thomas T, Goehring I, Sheikh BN, Gordon L, Scott H, Smyth GK, Ahmadian MR, Trautmann U, Zenker M, Tartaglia M, Ekici A, Reis A, Dörr HG, Rauch A, Thiel CT
  
• Germline KRAS mutations cause aberrant biochemical and physical properties leading to developmental disorders. Hum Mutat 2011; 32(1):33-43
  Gremer L, Merbitz-Zahradnik T, Dvorsky R, Cirstea IC, Kratz CP, Zenker M, Wittinghofer A, Ahmadian MR
  
• Two novel germline KRAS mutations: expanding the molecular and clinical phenotype. Clin Genet 2012; 81(6):590-594
  Stark Z, Gillessen-Kaesbach G, Ryan MM, Cirstea IC, Gremer L, Ahmadian MR, Savarirayan R, Zenker M
  (See online at https://doi.org/10.1111/j.1399-0004.2011.01754.x)