Der Stellenwert der Interleukin-3 Rezeptor-beta Untereinheit für die FLT3-ITD abhängige onkogene Signaltransduktion bei der akuten myeloischen Leukämie (AML)

• Antragsteller: Professor Dr. Nikolas von Bubnoff; Sivahari Gorantla, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386260575

Bei AML sind aktivierende FLT3 Mutationen mit einer schlechten Prognose vergesellschaftet. FLT3 Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) weisen eine begrenzte klinische Aktivität auf. Der Mechanismus der Resistenz ist in den meisten Fällen ungeklärt. In der ersten Förderperiode konnten wir Mechanismen der FLT3-Kinase-unabhängigen Resistenz identifizieren. In einem in vitro Modell konnten wir die autokrine Sekretion des Chemokins CCL5 durch Leukämiezellen als Resistenzmechanismus identifizieren und in Patientenproben verifizieren (Waldeck et al. 2020). Wir konnten zeigen, dass aktivierende JAK1/2/3 Mutationen in vitro und bei Patienten mit FLT3-ITD positiver AML und Resistenz auf FLT3 Inhibitoren die FLT3-abhängige CSF2RB Aktivierung ersetzen können und dass diese Resistenz durch eine Kombination aus FLT3- und JAK-Inhibitoren durchbrochen werden kann (Rummelt et al. Leukemia 2020). Wir konnten nachweisen, dass CSF2RB direkt mit FLT3-ITD interagiert und FLT3-abhängig phosphoryliert wird. Ein CSF2RB Knockdown hemmte Zellwachstum und STAT5-Aktivierung und wirkte synergistisch mit FLT3 Inhibitoren. CSF2RB-defizientes Knochenmark zeigte ein geringeres Transformationspotential. In FLT3-ITD positiven Xenografts führte der CSF2RB Knockdown zu einer reduzierten STAT5 Phosphorylierung und verlängertem Überleben. CSF2RB-defizientes Knochenmark reduzierte das Wachstum der FLT3-ITD induzierten AML und verlängerte das Überleben in Empfängertieren. In diesem Folgeantrag möchten wir den Mechanismus der FLT-ITD abhängigen CSF2RB Aktivierung aufklären, insbesondere den Stellenwert der Tyrosine innerhalb der Bindungsstelle von FLT3-ITD und die Bedeutung von bona fide CSF2RB Interaktionspartnern (LYN, SRC, SYK) sowie ER Stress signaling als mögliche Mechanismen der FLT3-ITD abhängigen CSF2RB Aktivierung. Wir werden die klinisch hoch relevante Hypothese überprüfen, ob die unterschiedliche Transformationskapazität und prognostische Bedeutung bekannter FLT3-ITD Varianten auf Unterschieden in dem Bindungsmotiv für CSF2RB in FLT3-ITD und damit der CSF2RB Bindungsfähigkeit beruhen. Basierend auf den erarbeiteten Interaktionsdomänen werden wir optimierte REPLACE Peptide zur therapeutischen Blockade der CSF2RB-abhängigen Transformation und Leukämogenese durch FLT3-ITD in vitro und in vivo validieren. Unter Nutzung experimentelle Modelle, die Zytokin-abhängige Einflüsse ausschließen, werden wir in vivo die Zell-intrinsische, FLT3-ITD abhängige transformierenden Wirkung von CSF2RB untersuchen und neue Kombinationstherapien aus FLT3 Inhibitoren und CSF2RB-Interface blockierenden Peptidomimetika für einen klinischen Einsatz validieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Campbell McInnes, Ph.D.