Zielgerichtetes Vorgehen gegen Kindlin-3 verursachte Integrin-Aktivierung und -Signaltransduktion zur Eradikation von persistierenden MPN Klonen

• Antragsteller: Professor Dr. Steffen Koschmieder
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517204983

Das Überleben von Patienten mit Myeloproliferativen Neoplasien (MPN) wird durch die konstitutive Aktivierung von JAK-STAT und anderen onkogenen Signalwegen in malignen hämatopoetischen Stammzellen (HSC), deren Resistenz gegen JAK-Inhibitoren wie Ruxolitinib (Rux) sowie die Remodellierung des Mikroenvironments (ME) und Progression in Myelofibrose und akute Leukämie signifikant verringert. Die gezielte Integrin-vermittelte Interaktion zwischen malignen HSC und ihrem ME könnte neue und wirksamere MPN-Behandlungen bieten. Wir haben kürzlich die essentielle Rolle von Kindlin-3 (K3), einem entscheidenden Regulator der Integrinaktivität, bei chronischer myeloischer Leukämie (CML) nachgewiesen. Mithilfe von KM-Chimären haben wir gezeigt, dass K3 für die Integrinaktivität, die KM-Retention und das Überleben von CML-HSC von entscheidender Bedeutung ist. Die K3-Depletion reduzierte die Leukämielast und verlängerte das Überleben von transgenen CML-Mäusen, und die Kombination aus K3-Depletion und Bcr-Abl (BA)-Tyrosinkinase-Hemmung verbesserte dies noch weiter. In weiteren Vorversuchen fanden wir eine STAT3- und AKT-induzierte Überexpression von K3 in BA-negativen MPN-Patientenproben und JAK2V617F-überexprimierenden HSC-Linien. Im aktuellen Projekt werden wir die funktionelle Rolle von K3 und seinen Integrin-assoziierten Partnern bei der Pathogenese, dem Fortschreiten und während Rux-Versagen von BA-negativen MPN analysieren, anhand von einzigartigen K3-pro- und -defizienten MPN-Mausmodellen sowie Primärzellen und CRISPR-Cas9-modifizierten K3-depletierten induzierte pluripotenten Stammzellen (iPSC) von MPN-Patienten. Die K3-vermittelte Integrinadhäsion von MPN- und ME-Zellen wird in vivo und in vitro (iPSC-Kokultursysteme) mittels spatial transcriptomics (GeoMx Digital Spatial Profiler-System) und funktioneller Tests analysiert. Projekt-Ziel 1A wird definieren, wie JAK2V617F-HSC mit ihrem ME vor und während der Rux-Behandlung interagieren, unter Verwendung von spatial transcriptomics in nicht-bestrahlten BM-Chimären, um Integrin-Ligand-Wechselwirkungen in vivo zu untersuchen, sowie von in-vitro-Adhäsions-, Kokultur- und Survival-Assays von murinem MPN-HSC. Ziel 1B wird die Auswirkungen der K3-Depletion auf das Fortschreiten der Krankheit und Ansprechen auf die Rux-Behandlung bei MPN-Mäusen untersuchen. Die Ziele 1C und 2A werden die Transkriptionsregulation von K3 analysieren, um neue Therapien zur Antagonisierung der K3-Überexpression bei MPN zu identifizieren. Dazu werden K3-Reporterkonstrukte, CRISPR-Cas9-vermitteltes Gen-Targeting und Medikamente zur Hemmung kritischer Signalwege und Transkriptionsfaktoren in Onkogen-transformierten HSC-Zelllinien und iPSCs verwendet. Darüber hinaus werden wir die K3-Expression im Blut und KM von MPN-Patienten untersuchen und sie mit klinischen Parametern korrelieren. Ziel 2B wird die funktionelle Rolle von K3 anhand von Adhäsions-, Survival- und Differenzierungs-Assays in humanen K3-defizienten iPSC-Zellen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5659: TARGET-MPN: Zielgerichtetes Vorgehen gegen Krankheits-Persistenz und -Progression bei myeloproliferativen Neoplasien (MPN)
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Dr. Peter Krenn