Vererbte Anfälligkeit für Thrombose in MPN

Myeloproliferative Neoplasien (MPN) sind eine Gruppe chronischer, bösartiger Blutkrankheiten, gekennzeichnet durch eine erhöhte Produktion von verschiedenen Blutzellen. Thrombosen stellen eine schwerwiegende Komplikation im Krankheitsverlauf von MPN dar. Es ist bekannt, dass das Auftreten von MPN-Thrombosen von genetischen Faktoren beeinflusst ist. Um die Rolle von vererbten, genetischen Faktoren in klinischen Komplikationen aufzuklären, haben wir Genom-weite Assoziationsstudien (GWAS) durchgeführt. In Assoziationsstudien wird getestet, ob die Häufigkeit von gewissen genetischen Polymorphismen (DNA-Varianten)zwischenFällen (MPN-Patienten mit klinisch-relevantem Vorkommnis) und Kontrollen (MPN-Patienten ohne klinisch-relevantes Vorkommnis) signifikant unterschiedlich ist. Ziel unserer Studien ist es, in der Bevölkerung allgemein verbreitete genetische Varianten zu identifizieren, welche das Risiko für klinische Komplikationen in MPN-Patienten erhöhen. Beispiele für solche Komplikationen sind Blutgerinnsel in Herz und Hirn (arterielle Thrombosen). Im Zuge unserer bisherigen Arbeit konnten wir herausfinden, dass ein Haplotyp (eine Gruppe von gekoppelten genetischen Varianten) auf Chromosom 6 zu einem erhöhten Risiko für arterielle Thrombose in MPN- Patienten führt. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass das Vorliegen dieses Risikofaktors die Regulierung des benachbarten Gens TULP4 beeinflusst. Der Risikofaktor kontrolliert, in welchem Ausmaß das TULP4 Gen eingeschaltet wird. Experimentelle Daten weisen darauf hin, dass Personen die den TULP4-Risikofaktor tragen, eine kleinere Menge des Tulp4-Proteins in Blutvorläuferzellen aufweisen. In dem vorliegenden Projektantrag schlagen wir vor, die genetischen Assoziationsstudien an mit MPN in Verbindung stehenden Thrombosen auszuweiten, und den TULP4-Risikofaktor auf Chromosom 6, sowie andere Risikofaktoren, welche wir zu identifizieren versuchen, klinisch und funktionell vollständig aufzuarbeiten. Wir werden sowohl die Anzahl der Patienten in der Studie als auch die Dichte der auf alle menschlichen Chromosomen verteilten genetischen Marker (getestete Varianten) erhöhen. Identifizierte Risikogene werden weiters tiefgehend bezüglich epidemiologischer und klinischer Parameter charakterisiert. Die Identifikation von genetischen Risikofaktoren für Thrombose in MPN birgt ein hohes Potential, das klinische Management von MPN-Patienten so zu beeinflussen, dass die behandelten Ärzte bereits zum Zeitpunkt der Diagnose wissen werden können, welche Patienten das höchste Risiko für Schlaganfall und Herzinfarkt aufweisen. Ein vollständiges Verständnis der diesen Risikofaktoren zu Grunde liegenden biologischen Mechanismen ist essentiell, um Strategien für die Entwicklung neuer Medikamente entwickeln zu können.

Myeloproliferative Neoplasien (MPN) sind eine Gruppe chronischer, bösartiger Blutkrankheiten, gekennzeichnet durch eine erhöhte Produktion von verschiedenen Blutzellen. Thrombosen stellen eine schwerwiegende Komplikation im Krankheitsverlauf von MPN dar. Die Neigung zu Thrombosen sind von genetischen Faktoren beeinflusst. Im Zuge unserer bisherigen Arbeit konnten wir herausfinden, dass ein Haplotyp (eine Gruppe von gekoppelten genetischen Varianten) auf Chromosom 6 zu einem erhöhten Risiko für arterielle Thrombose in MPN-Patienten führt. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass das Vorliegen dieses Risikofaktors die Regulierung des benachbarten Gens TULP4 beeinflusst. Experimentelle Daten weisen darauf hin, dass Personen die den TULP4-Risikofaktor tragen, wahrscheinlich geringere Mengen des Tulp4-Proteins in Blutvorläuferzellen aufweisen. Im Antrag für das vorliegende Projekt schlugen wir vor, die genetischen Assoziationsstudien an mit MPN in Verbindung stehenden Thrombosen auszuweiten, und den TULP4-Risikofaktor auf Chromosom 6 klinisch und funktionell vollständig aufzuarbeiten. Um dies zu erreichen, versuchten wir, die genetische Assoziation in weiteren unabhängigen MPN-Patientenkohorten aus mehreren internationalen MPN-Zentren zu replizieren. Während die Assoziation in zwei Kohorten aus Österreich und Italien präsent war, konnten wir diese in drei weiteren Patientenkohorten aus Ungarn, Japan und den USA nicht beobachten, was darauf hindeutet, dass Umweltfaktoren und/oder lokale Präferenzen bei Behandlungsstrategien die genetische Assoziation beeinflussen könnten. Genetisch veränderte Mausmodelle bieten die Möglichkeit, die Genfunktion unverfälscht zu untersuchen, da Umwelteinflüsse oder andere Störfaktoren kontrolliert werden können. Aus diesem Grund haben wir ein Knockout-Mausmodell mit einem fehlenden TULP4-Gen erstellt. Beim Vergleich von TULP4-defizienten Mäusen mit ihren genetisch nicht veränderten Wurfgeschwistern fanden wir Hinweise darauf, dass TULP4 das Thromboserisiko auf entwicklungsbedingte, immunmodulatorische und metabolische Weise beeinflusst. Letzteres spiegelt sich in einer Fettleibigkeit bei weiblichen TULP4-Knock-out-Mäusen wider. Da in Bezug auf Thrombophilie keine dieser Hinweise vollständig schlüssig ist, sind weitere Experimente als Folgeprojekte über den FWF-Förderzeitraum hinaus geplant. Interessanterweise haben wir unabhängig von den ursprünglich vorgeschlagenen Experimenten beobachtet, dass Mäuse, denen sowohl väterliche als auch mütterliche Kopien des TULP4-Gens (homozygote Knockouts) fehlen, nicht lebensfähig sind. Wir untersuchten die Ursache der durch TULP4-Mangel verursachten embryonalen Letalität mithilfe modernster mikroskopischer dreidimensionaler Bildgebungstechnologien in Kombination mit klassischen histopathologischen Methoden. Dies ermöglichte es uns, potenziell tödliche Missbildungen zu identifizieren, die hauptsächlich das Herz-Kreislauf-System betreffen (z. B. Herzfehler und arterielle Anomalien). Zwar gibt es derzeit keinen schlüssigen Zusammenhang zwischen diesen Entwicklungsdefekten und MPN-Thrombose, jedoch haben wir Folgeexperimente geplant, um mögliche Kausalzusammenhänge zu untersuchen. Das vollständige Verständnis der biologischen Mechanismen, die genetischen Risikofaktoren zugrunde liegen, ist für die Entwicklung neuer Strategien für die Arzneimittelentwicklung von entscheidender Bedeutung. Basierend auf unseren In-vivo-Ergebnissen haben wir Folgeprojekte initiiert, die aus den Tulp4-Knockout-Mausmodellen über den von der FWF finanzierten Zeitraum hinaus Nutzen ziehen werden.