Neue Zielmoleküle in leukämischen Stammzellen der SM-AHN

Fortgeschrittene Mastzellneoplasien repräsentieren komplexe Krankheitsbilder, welche durch eine unkontrollierte Vermehrung von Mastzellen charakterisiert sind. Trotz neuer und verbesserte Therapieansätze bleibt die Prognose für diese Patient:innen bedauerlicherweise ungünstig. Die häufig vorkommende D816V-Mutation im KIT Gen führt bei in den meisten Fällen zu einem ungebremsten Wachstum neoplastischer Mastzellen. Es können jedoch auch Mutationen in anderen Genen vorliegen, was eine entscheidende Rolle in der Krankheitsentstehung und -progression spielt, insbesondere bei Patient:innen mit einer zusätzlichen, assoziierter hämatologischen (Nicht-Mastzell-) Neoplasie (AHN). Die Identifikation und Charakterisierung neoplastischer Stammzellen (NSC) bei Patient:innen mit aggressiver systemischer Mastozytose, mit oder ohne AHN, sowie bei Patient:innen mit Mastzellleukämie, der schwerwiegendsten Form der Erkrankung, stehen im Fokus der Forschung im LBI HO. Unsere Erkenntnisse zeigen, dass NSC in allen fortgeschrittenen Mastzell-Neoplasien in einer Zellfraktion zu finden sind, die durch die Expression von CD34 und das Fehlen von CD38 definiert ist. Bei Patient:innen mit AHN konnten auch AHN-spezifische NSC identifiziert werden. Die Herausforderung in der Therapie liegt darin, dass es aufgrund der Vielzahl beteiligter NSC- Populationen und molekularer Treiber schwer ist, alle relevanten therapeutischen Zielstrukturen zu erfassen. Das Auffinden von geeigneten Zielen in allen relevanten NSC-Untergruppen bei Patient:innen mit fortgeschrittener Mastozytose, einschließlich derer mit AHN, könnte hier die Entwicklung wirksamer zielgerichteter Therapien ermöglichen. Speziell könnten diese Therapien die meisten oder alle krankheitsverursachenden NSC eliminieren, ohne normale Stammzellen zu schädigen. Dies wiederum könnte zu effektiveren Therapien führen, die mit geringeren medikamenteninduzierten Nebenwirkungen einhergehen und sogar eine Heilung ermöglichen könnten, indem sämtliche NSC-Arten, einschließlich AHN-spezifischer NSC, eliminiert werden. Unser Ziel in dieser Studie ist es, AHN-assoziierte NSC zu charakterisieren und therapeutische Ziele sowie Mechanismen der Arzneimittelresistenz in diesen Zellen zu identifizieren. Um dieses Ziel zu erreichen, setzen wir auf genetische Analysen wie Einzelzell-DNA-Sequenzierung, RNA- Sequenzierung und klonogene Assays. Nach Identifizierung geeigneter Targets werden die Auswirkungen verschiedener zielgerichteter Medikamente und Wirkstoffkombinationen auf das Wachstum neoplastischer Zellen in Zellkulturen und in einem Xenotransplantations-Mausmodell untersucht. Zudem werden Stammzelllinien eingesetzt, um die Rolle der einzelnen Targets zu bestätigen und die Wirksamkeit von NSC-Targeting Medikamenten zu testen. Die Target Validierung erfolgt mittels Gen-Knockout-Experimenten unter Verwendung von shRNA oder CRISPR-Cas9. Unser Projekt strebt ein verbessertes Verständnis der Zielexpressionsprofile bei NSC in fortgeschrittenen Mastzellerkrankungen und assoziierten hämatologischen Neoplasien an. Die Aufdeckung von Faktoren, die der NSC-Resistenz zugrunde liegen, sowie die Charakterisierung und medikamentöse Beeinflussung von relevanten onkogenen Maschinerien bieten eine solide Basis für die Entwicklung von neuen, NSC-eliminierenden und damit kurativer Therapieansätzen.