Genetische und Mikromilieu Signalwegregulation in CLL

Chronisch lymphatische Leukämie (CLL) ist eine Tumorerkrankung von reifen B-Zellen, die sowohl im peripheren Blut, als auch in den lymphatischen Organen akkumulieren. Der CLL Krankheitsverlauf gilt dabei als überaus heterogen und reicht von einer milden, nicht therapiebedürftigen Form bis hin zu einer sehr aggressiven Erkrankung, die rasche Therapie benötigt und oft mit einem Krankheitsrückfall nach erfolgter Therapie verbunden ist. Die Ursachen für diese Heterogenität liegen vor allem darin, dass CLL Zellen sehr viele verschiedene Mechanismen nutzen um 1. der körpereigenen Immunantwort sowie dem programmierten Zelltod zu entgehen und 2. die Wachstumsrate von Tumorzellen über das normale Maß und ohne Notwendigkeit externer Aktivierungssignale zu erhöhen. Unabhängig davon, ob diese Mechanismen auf genetischen Defekten beruhen oder die Folge einer nicht korrekten Kommunikation mit der direkten zellulären Umgebung (dem Mikromilieu) sind, führen sie zu abnormen Veränderungen von Signalwegen, welche Einfluss auf den Krankheitsverlauf von CLL haben, die Therapierbarkeit beeinflussen oder an potentiellen Rückfällen beteiligt sind. Problematisch ist, dass in verschiedenen Patienten auch unterschiedliche Defekte in einer Reihe verschiedener Signalwegregulatoren vorliegen und dadurch eine unübersichtlich hohe Anzahl an potentiell aussagekräftigen Markern für prognostische Untersuchungen generiert wird, wogegen die Anzahl an regulierten Signalwegen selbst überschaubar wäre. In diesem Projekt schlagen wir daher vor die Auswirkung von genetischen oder Mikromilieu assoziierten Defekten auf vordefinierte Signalwege in Patienten zu untersuchen und jene Patienten, welche ähnliche Signalwegmuster aufweisen, zu sogenannten Signalotypen zusammenzufassen. Unsere Hypothese ist, dass Signalotypen weniger Heterogenität aufweisen als individuelle genetische oder Mikromilieu assoziierte Defekte und somit eine genauere und robustere Voraussage des Krankheitsverlaufs und bessere Therapievoraussagen ermöglichen. Zur Überprüfung dieser Hypothese verwenden wir folgendes Konzept: 1. Definition von genetischen Defekten mittels genomweiter DNA Sequenzierung, 2. Definition von Mikromilieu assoziierten Defekten mittels RNA Sequenzierung und Signalwegaktivierung mittels Massenzytometrie (CyTOF), 3. Bioinformatische Auswertung des Signalwegmusters und Bestimmung von Signalotypen, 4. Anwendung der definierten und validierten Signalotypen zur Voraussage des CLL Krankheitsverlaufs in nicht therapierten Patienten sowie des Therapieerfolges in therapierten Patienten. Neben den Untersuchungen von Signalotypen in CLL Patienten, wird das Signalotypkonzept auch im Mausmodell validiert. Unser Forschungsvorhaben ist somit das erste Konzept, dass verschiedenste genetische und Mikromilieu assoziierte Defekte auf deren Auswirkung auf Signalwegmuster untersucht, die gegenseitige Beeinflussung von Signalwegen in Beziehung zueinander setzt und letztlich auch deren klinische Relevanz ermittelt.