Das geheime Leben der Megakaryozyten.

• Antragstellerin: Dr. Isabelle Becker
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497998118

Megakaryozyten (MKs), die Thrombozytenvorläufer, werden im Knochenmark gebildet und gehen in einem komplizierten Differenzierungsprozess aus hämatopoietischen Stammzellen hervor. Dieser beinhaltet DNA-Replikation ohne Zytokinese (Endomitose) sowie die Ausbildung eines elaborierten Membransystems. Obwohl MKs, die nur 0.05 bis 0.1% aller Zellen des Knochenmarks ausmachen, hauptsächlich für die Produktion von Thrombozyten verantwortlich sind, werden ihnen zunehmend Funktionen in der Knochenmarkhomöostase zugeschrieben. Vorherige Studien haben unter Anderem platelet factor 4 sowie transforming growth factor β1 (TGFβ1) als unerlässlich für die Aufrechterhaltung hämatopoietischer Stammzellquieszenz identifizieren können. Ob die Sezernierung dieser Moleküle ein aktiver Prozess ist und welche Signalwege die Zytokinausschüttung induzieren ist allerdings nicht ausreichend untersucht. Myelofibrose, die Konsequenz einiger myeloproliferativer Erkrankungen, wird von der klonalen Expansion hämatopoietischer Stammzellen ausgelöst und beeinträchtigt die Blutzellproduktion. Die Therapieoptionen für Patienten mit symptomatischer oder Hochrisiko-Myelofibrose wiederum sind eingeschränkt. Myelofibrosecluster zeichnen sich durch eine Akkumulation von unreifen MKs aus, die vermehrt profibrotische Zytokine wie TGFβ1 ausschütten, welches nicht nur die Aktivität von Matrixmetalloprotease inhibiert, sondern auch die Kollagen- und Proteoglykansynthese in angrenzenden Zellen erhöht. Studien in Knochenmarksfibroblasten legen nahe, dass die Sezernierung von TGFβ1 von der Aktivität der Rho GTPase RhoA als auch von Autophagie abhängig ist. Die Existenz dieser unkonventionellen Sezernierung wurde durch die Identifikation zytosolischer Proteine ohne N-terminales Signalpeptid unterstützt, die trotzdem aus Zellen sezerniert werden.In dem vorgeschlagenen Projekt möchte ich herausfinden, wie Autophagie-vermittelte Sekretion in in vitro gereiften und nativen MKs reguliert wird und ob sie modifiziert werden kann um Zytokinsekretion zu verändern. Durch die Nutzung verschiedener Autophagie- und Zytoskelett-Aktivatoren/-Inhibitoren in Kombination mit Kokultur-Assays möchte ich herausfinden, wie MKs die Knochenmarkhomöostase beeinflussen und ob unkonventionelle Sekretion von MKs therapeutisch inhibiert werden kann. Frühere Daten deuten darauf hin, dass die Autophagie-abhängige Sekretion vom Zytoskelettprotein RhoA sowie der kleinen GTPase Arf6, einem endosomalen Regulator, abhängt. Ich werde daher ein Mausmodell nutzen, dem konditionell Arf6 fehlt und in dem ich zuvor eine Myelofibrose identifiziert habe, um den Krankheitsverlauf und Signalwegveränderungen in MKs analysieren. Letztendlich besteht das Ziel des vorgeschlagenen Projekts darin 1) die Signalmechanismen zu identifizieren, die der unkonventionellen Sekretion von Zytokinen aus MKs zugrunde liegen, und 2) zu bestimmen, wie Zytokinsekretion therapeutisch modifiziert werden um ein Fortschreiten von Myelofibrose zu inhibieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Joseph E. Italiano