Aufklärung der Tumorentwicklung von PAX5-bedingten B-Zell-Leukämien

• Antragstellerin: Dr. Franziska Auer
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547295412

PAX5 ist ein bedeutender Transkriptionsfaktor der B-Zellentwicklung. Folglich ist seine somatische Deregulierung eines der Hauptmerkmale bei akuter Vorläufer B-Zell-lymphoblastischer Leukämie (BCP-ALL) – der häufigsten hämatologischen Krebserkrankung im Kindesalter. Kürzlich wurden zwei primär PAX5-bedingte Subtypen (PAX5alt und PAX5 P80R) identifiziert. Meine eigene Forschung und die anderer konnte zeigen, dass auch prädisponierende PAX5-Keimbahnvarianten als auslösender Faktor für die Leukämieentwicklung fungieren können. Allerdings sind die konkreten Mechanismen, die das schrittweise Fortschreiten einer Zelle mit deregulierter PAX5-Expression über ein präleukämisches Stadium bis hin Leukämie steuern, nach wie vor unklar. Meine vorläufigen Daten in Pax5-heterozygoten Mäusen zeigen, dass eine Reduktion von PAX5 die B-Zell-Differenzierung und den B-Zellrezeptor beeinträchtigt. Dadurch wird eine anfällige B-Zellvorläuferpopulation erzeugt, die durch eine hohe Myc-Expression im prä-leukämischen Stadium charakterisiert ist. Meine zentrale Hypothese ist daher, dass PAX5-Veränderungen eine präleukämische Population mit abnormaler B-Zell-Differenzierung verursachen, welche sich über definierte Transformationsstadien zur BCP-ALL entwickelt kann. In Ziel 1 dieses Antrags werden wir die B-Zell-Differenzierung in Mausmodellen von Keimbahn- (p.G183S) und somatischen (p.P80R) PAX5-bedingten Leukämien charakterisieren, um präleukämische Populationen zu identifizieren, die für eine maligne Transformation anfällig sind. Dies wird durch eine Kombination aus Durchflusszytometrie und Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-Seq) in Verbindung mit in-vitro Zellkulturtests erfolgen. Ziel 2 konzentriert sich auf die Generierung und Untersuchung von zwei neuen Mausmodellen, welche die schrittweise Tumorevolution von PAX5-bedingten BCP-ALLs nachahmen, indem sie die Pax5-Varianten aus Ziel 1 mit einer induzierbaren Deletion des verbleibenden Pax5-Wildtyp-Allels kombinieren. Dabei werden transkriptionelle, epigenetische, signaltechnische und metabolomische Veränderungen analysiert, um den Einfluss einer graduellen PAX5-Reduktion aufzudecken. Zusätzliche in-vitro eingebrachte Deletionen von p19ARF und tumorfördernde Mutationen in Jak3 oder Nras vervollständigen die maligne Transformation. In Ziel 3 wird die Ähnlichkeit zwischen Keimbahn- und somatischen PAX5-bedingten BCP-ALLs aufgezeigt. Obwohl Familien mit PAX5-Keimbahnvarianten selten sind, habe ich Zugang zu Patientenmaterial. Damit planen wir die Durchführung von scRNA-Seq-Analysen um die gewonnenen Daten mit somatischen PAX5-bedingten BCP-ALLs zu vergleichen und gemeinsame Nenner zu identifizieren. Diese vom Patienten abgeleiteten Modelle werden dazu beitragen, somatische PAX5-Veränderungen und deren Rolle bei >10% der BCP-ALLs aller Altersgruppen zu verstehen. Alle drei Ziele ergänzen sich gegenseitig, für das übergeordnete Ziel, neue Wege für strategische Interventionen bei PAX5-bedingten B-Zell-Leukämien zu finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen