Charakterisierung des Krebs-spezifischen Proteoms in Calreticulin-mutierten myeloproliferativen Neoplasien

• Antragsteller: Dr. Jonas Samuel Jutzi
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422428861

Philadelphia-negative myeloproliferative Neoplasien bilden eine Gruppe von malignen hämatologischen Erkrankungen. Der genetische Hintergrund dieser Erkrankungen ist mittlerweile gut beschrieben, mit Calreticulin als dem zweit meist mutierten Gen nach JAK2. Calreticulin-Mutationen kommen in bis zu 40% der Patienten mit einer myeloproliferativen Neoplasie vor. Zudem schließen sich Calreticulin- und JAK2V617F-Mutationen gegenseitig aus. Alle Calreticulin-Mutationen betreffen das letzte kodierende Exon und resultieren in der Deletion der C-terminalen „KDEL-Sequenz“, die normalerweise das wildtypische Calreticulin im endoplasmatischen Retikulum hält, wo dieses als Chaperon-Protein fungiert. Die zwei häufigsten Mutationen (Typ I und II) führen beide zu Rasterschubmutationen, die in einem gemeinsamen, 36-Aminosäure-langen, Mutanten-spezifischen C-terminalen Peptid resultieren. In dem neuen C-Terminus sind negativ geladene Aminosäuren durch positiv geladene ausgetauscht. Diese bestehen hauptsächlich aus Argininen und Lysinen. Kürzlich wurde ein neuer onkogener Mechanismus für mutiertes Calreticulin beschrieben. Das Labor von Dr. Mullally hat gezeigt, dass mutiertes Calreticulin eine pathogene Interaktion mit dem Thrombopoetinrezeptor eingeht, welche dazu führt, dass nachgeschaltete Signalwege in einer Thrombopoetin-unabhängigen Weise aktiviert werden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sowohl die positive elektrische Ladung des C-Terminus von mutiertem Calreticulin als auch dessen Lektin-bindenden Reste für die onkogene Aktivität notwendig sind. In diesem Projekt werde ich die Rolle neuer Interaktionspartner von mutiertem Calreticulin in der Entstehung myeloproliferativer Neoplasien charakterisieren. Des Weiteren werde ich zeigen wie mutiertes Calreticulin abweichend von seiner physiologischer Funktion an diese Proteine bindet und die Notwendigkeit dieser Bindung für das Zellwachstum beschreiben. Dr. Mullallys Labor hat außerdem gezeigt, dass mutiertes Calreticulin seine Chaperon-Fähigkeit einbüßt. Deshalb werde ich in einem zweiten Teilprojekt bestimmen, ob mutiertes Calreticulin zu Proteom-Varianten –wie unphysiologisch gefalteter Proteine an der Zelloberfläche– führt. Diese nicht-kanonischen Proteine wären per Definition nur in Calreticulin mutierten, malignen Zellen vorhanden und deshalb ideale Zielstrukturen für künftige immunologische Therapien. Ich erwarte nicht-kanonische Protein-Isoformen, aufgrund der veränderten Chaperon-Fähigkeit von mutiertem Calreticulin, identifizieren zu können. Solche Isoformen werden bestätigt und anschließend in primären Zellen von Patienten mit myeloproliferativen Neoplasien validiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Ann M. Mullally