Identifizierung deregulierter Signalwege und zielgerichteter Therapien für Treibermutationen der klonalen Hämatopoese von unbestimmtem Potential (CHIP)

• Antragsteller: Professor Dr. Carsten Müller-Tidow
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508481183

Die Anreicherung somatischer Mutationen in hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) und eine damit einhergehende klonale Expansion sind mit zunehmendem Alter zu beobachten. Das Vorliegen somatischer Mutationen, welche mit hämatologischen Erkrankungen assoziiert sind und mit einer varianten Allelfrequenz von >2% in Abwesenheit von Dysplasien in Blut oder Knochenmark vorkommen, werden als CHIP (Klonale Hämatopoese von unbestimmtem Potential) bezeichnet. CHIP stellt einen Risikofaktor für die Entstehung maligner hämatologischer sowie kardiovaskulärer Erkrankungen dar und ist mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert. Experimentelle Daten legen nahe, dass inflammatorischer Stress, wie z.B. im Rahmen infektiöser Erkrankungen, chronisch-entzündlicher Erkrankungen und Gewebeschädigungen zur klonalen Hämatopoese beitragen. Aufgrund der erhöhten Gesamtmortalität von CHIP-Patienten ist es von besonderer Bedeutung, die molekularen Ursachen von CHIP abzuklären sowie Möglichkeiten zu evaluieren, die CHIP-Klone gezielt zu eliminieren, um die Transformation in eine hämatologische Neoplasie oder CHIP-assoziierten kardiovaskularen Erkrankungen vorzubeugen. Klonale Hämatopoese wurde unlängst in Stammzellprodukten, welche von Multiplen Myelom (MM) -Patienten für die autologe Stammzelltransplantation (ASCT) gewonnen wurden, nachgewiesen. Somit stellt diese Art von Proben ein wertvolles primäres Untersuchungsmaterial für die Erforschung der molekularen Mechanismen, welche CHIP vorantreiben, dar. In Vorarbeiten zu diesem Projekt haben wir in Stammzellprodukten von 637 MM Patienten das CHIP-Mutationsspektrum mittels NGS (Next Generation Sequencing) analysiert und in 226 Patienten (35,48%) CHIP-Mutationen zum Zeitpunkt der ASCT detektiert. In diesem Projekt möchten wir mittels Einzelzell- RNA-Sequenzierung mit Oberflächenmarker-Analyse (CITE-seq) deregulierte Signalwege identifizieren, welche durch die häufigsten CHIP-Treibermutationen in HSCs initiiert werden und zu einem spezifischen Oberflächenmarker-Profil sowie zum Expansionsvorteil der CHIP Klone führen. Identifizierte Signalwege bzw. deren Hauptmoleküle werden wir anschliessend in CD34+ HSCs von gesunden Spendern überexprimieren bzw. depletieren und in vitro als auch in Mausmodellen untersuchen, ob die Modifizierung dieser Signalwege für den CHIP-Phänotyp verantwortlich ist. Die Haupt-CHIP-Signalwege, für welche Inhibitoren kommerziell erhältlich sind, werden wir in CHIP-Treibergen-exprimierenden HSCs in vitro als auch in Mausmodellen hemmen und somit ihr Potential präferentiell die CHIP-Klone zu eliminieren, evaluieren. Zusammenfassend werden wir mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung+ Oberflächenmarker-Analyse, der genetischen Modifizierung von CD34+ HSCs und in vitro- als auch in vivo- Analysen CHIP-regulatorische Gene/Proteine identifizieren, welche sich als Ziele für die Entwicklung verbesserter diagnostischer Methoden sowie gerichteter Therapien eignen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen