Neue Marker und Targets in Aktivierten Mastzellen

Zirka 30% der Normalbevölkerung leidet unter den Symptomen der Mastzellaktivierung, entweder als Folge einer IgE-abhängigen Allergie, einer primären Mastzellerkrankung (Mastozytose) oder eines Mastzell-Aktivierungssyndroms (MCAS). Bisher ist aber nur wenig über die Mechanismen der Mastzellaktivierung bei MCAS bekannt und nur wenige MCAS-spezifische Marker sind bislang beschrieben worden. Überdies gibt es kaum effektive Therapien für das MCAS, vor allem wenn der Patient sowohl an einer IgE-abhängigen Allergie als auch an einer Mastozytose leidet. Wir haben vor kurzem diagnostische Kriterien für die diversen Formen des MCAS etabliert, um eine konzeptionelle Basis für die Erforschung dieser Erkrankungen zu schaffen. Überdies hat unsere Gruppe Medikamente identifiziert, welche mit der Mastzellaktivierung interferieren, und zwar sowohl in den primären als auch in den sekundären Formen des MCAS. Der Nachteil dabei ist, dass es sich dabei zumeist um Krebsmedikamente handelt, welche oft erhebliche Nebenwirkungen induzieren können. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, neue spezifische Marker und therapeutische Targetstrukturen bei MCAS zu identifizieren und zu validieren, und zwar in Patienten mit primären MCAS, sekundären MCAS und Patienten welche unter einer Mischform (primäres plus sekundäre MCAS) leiden. In einem ersten Schritt sollen die molekularen Mechanismen der Mastzellaktivierung und Mastzellexpansion aufgeklärt werden, und zwar mit spezieller Blickrichtung auf potentielle neue diagnostische Marker und therapeutische Zielstrukturen. Ebenso sollen Wege erforscht werden über welche die Mastzellaktivierung und das Wachstum dieser Zellen nachhaltig gehemmt werden können. Die Validierung der identifizierten Marker erfolgt in größeren Patientenserien. Proteomanalysen sollen kritische Zielstrukturen erfassen, über welche bestimmte Krebsmedikamente die Mastzellaktivierung oder das Mastzellwachstum hemmen können, mit dem Ziel spezifischere und somit weniger toxische Kinase-Inhibitoren zu identifizieren. Ein gutes Beispiel ist BTK, ein wichtiges Target von Dasatinib, welches in der IgE-abhängigen Aktivierung von Mastzellen und Basophilen Granulozyten eine wichtige Rolle spielt. Eine Blockierung von BTK mit dem viel spezifischeren Medikament Ibrutinib führt ebenfalls zu einer Blockierung der Basophilen- und Mastzellaktivierung. Andere Medikamente, wie Midostaurin, können sowohl die Mastzellaktivierung als auch das Mastzellwachstum nachhaltig hemmen, was vor allem für Patienten mit Mastozytose und MCAS eine große Rolle spielt. Trotzdem bleibt Midostaurin ein relativ unspezifisches Krebsmedikament. Das Ziel dieser Studie ist es, spezifischere Kinase-Blocker und Kombinations-Therapien zu entwickeln um die Nebenwirkungen und die Toxizität dieser Therapien zu minimieren, entsprechend den Grundsätzen der personalisierten Medizin. Diese Studien werden sowohl an primäre Patientenzellen als auch mit diversen Mastzell- Linien durchgeführt werden. Das Langzeitziel der Studie ist es, neue Ansätze zur zielgerichteten Therapie des MCAS und der zugrundeliegenden Mastozytosen oder IgE-abhängige Allergien zu entwickeln und zwar auf der Basis der personalisierten Medizin.

Mehrere unterschiedliche Mechanismen wirken in Patienten/innen mit IgE-abhängigen Allergien und Mastozytose zusammen und führen gemeinsam zur Mastzell(MZ)-Aktivierung. Bei Patienten mit schweren Symptomen kann ein Mastzellaktivierungssyndrom (MCAS) auftreten. Die genauen Auslöser der MZ-Aktivierung sind weitgehend unbekannt. Das Ziel in diesem Projekt war es, spezifische Marker und Mechanismen zu identifizieren, die zur Aktivierung der MZ in diesen Erkrankungen beitragen. Darüber hinaus sollte das Projekt neue diagnostische Kriterien und prognostische Konzepte für MCAS erarbeiten sowie innovative Ansätze zur gezielten Hemmung der MZ Aktivierung und Vermehrung entwickeln. Im Rahmen des Projekts gelang es uns in Zusammenarbeit mit einem internationalen Expertenteam (aus der EU und den USA) die diagnostischen Kriterien für MCAS zu aktualisieren. Zudem wurde eine globale Klassifikation der MZ Erkrankungen etabliert, welche sowohl Varianten der Mastozytose und des MCAS umfasst, als auch die hereditäre Alpha-Tryptasämie (HT). Es zeigte sich, dass IgE-abhängige Allergien relevante Begleiterkrankungen sind, die in der Systemischen Mastozytose (SM) und bei MCAS zur Mastzellaktivierung führen. Um neue spezifische Marker für Mastzellen und deren Aktivierung zu identifizieren, untersuchten wir die Expression von diversen CD-Antigenen auf normalen und neoplastischen MZ sowie Blutbasophilen (BA). Dabei entdeckten wir mehrere neue Marker auf den MZ und BA, inklusive JAM1 (CD321), Tetherin (CD317), Siglec-6 (CD327), Siglec-7 (CD328) und CLEC4A (CD367). Primäre BA und Haut-MZ zeigten zudem eine Expression von DPPIV (CD26), und bei Patienten mit SM exprimierten die MZ CD25, CD26 und CD123. Besonders bemerkenswert war die Entdeckung, dass Siglec-6 ein zellspezifisches Antigen ist, welches auf normalen und neoplastischen BA und MZ zur Expression kommt, jedoch in anderen myeloischen Zellen im Blut oder Knochenmark, mit Ausnahme einiger Blut-Monozyten, nicht exprimiert wird. Die Expression von Siglec-6 in MZ und BA ist von Zytokinen abhängig. Interleukin-3 (IL-3) führt dabei zu einer verstärkten Expression von Siglec-6 auf den BA und Stem Cell Factor (SCF) zu einer verstärkten Expression von Siglec-6 auf den MZ. Überraschenderweise führte die IgE-abhängige Aktivierung in IL-3-inkubierten Basophilen zur Internalisierung von Siglec-6, während die IgE-abhängige Aktivierung in den MZ die SCF-induzierte Hochregulation von Siglec-6 verstärkte. Abschließend untersuchten wir die Effekte diverser Medikamente auf das Wachstum und die Aktivierung der MZ. Dabei fand sich, dass die HDAC-Inhibitoren Panobinostat und Quisinostat das Wachstum neoplastischer MZ effektiv unterdrücken können. Beide Medikamente wirkten auch in Kombination mit Midostaurin und Avapritinib wachstumshemmend auf die MZ. Avapritinib zeigte sich speziell wirksam in der Unterdrückung des Wachstums und des Überlebens in verschiedenen MZ-Linien und auch in primären neoplastischen MZ. Überdies zeigte sich, dass Avapritinib die IgE-abhängige Histaminfreisetzung aus MZ und BA in Patienten/innen mit SM unterdrücken kann. Die Erkenntnisse aus dem vorliegenden Projekt könnten dazu beitragen, dass neue wirksame therapeutische Ansätze für die Behandlung von MZ Erkrankungen und ähnlichen Krankheiten entwickelt werden.