Die Rolle der Kinasen SYK und ZAP70 in der Entstehung von B-Zell Malignitäten

• Antragsteller: Dr. Franz Ketzer
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2023 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513549849

B-Zell-Malignitäten sind die häufigsten Krebserkrankungen bei Kindern und Jugendlichen. B-Zellen stehen unter starkem Selektionsdruck, um autoreaktive und prämaligne Klone zu eliminieren. Das Müschen Labor hat insbesondere SYK als eine zentrale Kinase identifiziert, welche die Schwellenwerte für die negative Selektion festlegt. SYK und das eng verwandte ZAP70 initiieren die B-Zell-Rezeptor- (BZR) und T-Zell-Rezeptor- (TZR) Signalübertragung in B- bzw. T-Zellen und sind evolutionär streng voneinander getrennt. Es wurde vor kurzem gezeigt, dass B-Zell-Malignitäten vor dem Keimzentrum (B-ALL, CLL, MCL) ZAP70 exprimieren. In genetischen Mausmodellen für B-Zell Leukämien beschleunigte die induzierte Ko-Expression von Zap70 den Ausbruch der Krankheit, während eine genetische Deletion die Leukämogenese beeinträchtigte. Indem es BLNK-, BTK- und PLCγ2-Substrate stromaufwärts der Ca2+-Freisetzung besetzt, aber nicht phosphoryliert, reduziert ZAP70 die Häufigkeit autonomer Ca2+-Oszillationen drastisch. Schnelle Oszillationen in alleiniger Anwesenheit von SYK werden von NFATC1 entschlüsselt und führen zu Anergie und Zelltod, während langsame Ca2+-Oszillationen durch ZAP70 die selektive Aktivierung von NF-κB und das Überleben von B-Zellen steuern. In diesem Projekt werde ich die zentrale Hypothese testen, dass B-Zellen pathologische Signale, die einem autoreaktiven BZR oder einem transformierenden Onkogen nachgeschaltet sind, durch SYK-abhängige hochfrequente Ca2+-Oszillationen wahrnehmen. Zunächst werde ich genetische Studien zu strukturellen Merkmalen von SYK und ZAP70 sowie phosphoproteomische Analysen von Analog-empfindlichen Mutanten durchführen und testen, wie ZAP70 SYK von BLNK-, BTK- und PLCγ2-Substraten der Ca2+-Signalübertragung auf PI3K-Aktivität umleitet. Mit Hilfe einer eigenen optogenetischen Plattform für Ca2+-Freisetzung und RNA-Sequenzierung werde ich die Auswirkungen von Ca2+-Oszillationen auf die NFATC1/NF-κB-Aktivierung analysieren, welche die Persistenz prämaligner B-Zellklone ermöglichen. Zweitens werde ich testen, ob die induzierbare Ko-Expression von Zap70 mit Syk die maligne Progression beschleunigt. In genetischen Funktionsverlust-Studien von Zap70 in Mausmodellen für prä-GC-B-Zelltumoren (B-ALL, CLL, MCL) und in von Patienten stammenden Zellen, die Analog-sensitives Zap70 tragen, werde ich testen, ob die durch ZAP70 vermittelte Umleitung der Ca2+-Signalübertragung von NFATC1 auf NF-κB für die maligne Transformation erforderlich ist. Zuletzt hat das Müschen Labor Inhibitoren der SHIP1-Phosphatase identifiziert, welche SYK deaktiviert. Diese Moleküle lösten NFATC1-Aktivierung und den Zelltod in ZAP70+ Prä-GC-, nicht aber in ZAP70- Post-GC-B-Zelltumoren aus. In vorklinischen Tests sollen Machbarkeit und Wirksamkeit dieses Ansatzes getestet werden, und ob die ZAP70-Expression ein nützlicher Biomarker ist, um Patienten zu identifizieren, die von einer gezielten Hyperaktivierung von SYK, z.B. durch SHIP1-Inhibitoren, profitieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Markus Müschen