Titelaufnahme

Titel
KIT D816V-induced cytokines in systemic mastocytosis / submitted by Georg Greiner, MD
Verfasser / VerfasserinGreiner, Georg
Betreuer / BetreuerinHörmann, Gregor
ErschienenWien, 02/2017
Umfangviii, 73 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftMedizinische Universität, Dissertation, 2017
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
Datum der AbgabeFebruar 2017
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Systemische Mastozytose / Zytokine / CCL-2
Schlagwörter (EN)Systemic Mastocytosis / Cytokine / microenvironment alterations
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-9130 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
KIT D816V-induced cytokines in systemic mastocytosis [24.75 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Bei der systemischen Mastozytose handelt es sich um eine hämatologische Neoplasie, die durch die Akkumulation und Infiltration von neoplastischen Mastzellen im Knochenmark und/oder anderen Organen der Patienten gekennzeichnet ist. Zudem finden sich in Patienten mit systemischer Mastozytose oft charakteristische Veränderungen des Knochenmarkstromas wie eine gesteigerte Angiogenese und Fibrose, ähnlich wie bei Myeloproliferativen Neoplasien. Eine der zentralen Ursachen in der Entstehung der Mastozytose ist eine aktivierende Punktmutation D816V der Rezeptor-Tyrosinkinase KIT (KIT D816V). Der potentielle Effekt dieses Onkoproteins auf Expression und Sekretion diverser nachgeschaltener Effektor-Molekülen auf die Veränderungen des Knochenmarkstromas ist bislang unzureichend analysiert. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Bedeutung von proinflammatorischen Zytokinen in der Krankheitsentstehung und Prognose der KIT D816V+ systemischen Mastozytose, die im Stande sind, zu einer pathophysiologischen Veränderung der Knochenmarkarchitektur beizutragen. Mittels eines Screening Assays in zwei Wachstumsfaktor-abhängigen humanen Zelllinien konnten wir eine Reihe von Zytokinen identifizieren, die unmittelbar durch Expression des Onkoproteins KIT D816V hochreguliert werden. Darunter findet sich auch das Angiogenese- und Fibrose-stimulierende Zytokin CCL-2. In Einklang mit diesem Ergebnis führte der KIT D816V-hemmende Tyrosinkinase-Inhibitor Midostaurin zu einer niedrigeren CCL-2 Expression, analog zu einem RNAi mediierten Knockdown von KIT. Außerdem konnten wir mittels pharmakologischen Inhibitoren und RNAi mediiertem Knockdown zeigen, dass die CCL-2 Expression in neoplastischen Mastzellen nicht nur von KIT selbst, sondern auch von nachgeschaltenen Signalwegen wie MEK/ERK, STAT5 und NFB abhängig ist. Mastzell-sezerniertes CCL-2 in Form von Zellkulturüberständen führte zu einer gesteigerten Migration von primären Endothelzellen in vitro. Außerdem führte ein Knockdown von CCL-2 in neoplastischen Mastzellen, im Vergleich zur Kontrolle, zu einer signifikant niedrigeren Gefäßinfiltration und daraus resultierendem schwächeren Tumorwachstum sowie einem niedrigeren Fibrosierungsgrad des Tumorstromas in einem in-vivo xenotransplant NSG-Maus Modell. Patienten mit fortgeschrittener systemischer Mastozytose zeigten im peripheren Blut signifikant erhöhte CCL-2 Spiegel im Vergleich zu einer Kontrollkohorte. Hierbei korrelierten hohe CCL-2 Spiegel mit einem niedrigeren Gesamtüberleben.

Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass es sich bei CCL-2 um ein wesentliches Effektor-Molekül in der systemischen Mastozytose handelt. Dabei tragen hohe CCL-2 Spiegel nicht nur zur einer gesteigerten Fibrose und Neoangiogenese bei, sondern sind auch mit einem signifikant kürzeren Gesamtüberleben assoziiert. CCL-2 ist daher nicht nur ein interessanter Biomarker, sondern könnte in Zukunft auch ein neues therapeutisches Ziel in Patienten mit KIT D816V+ systemischer Mastozytose darstellen.

Zusammenfassung (Englisch)

Systemic mastocytosis (SM) is characterized by abnormal accumulation of neoplastic mast cells (MC) harboring the activating KIT mutation D816V in the bone marrow and other internal organs. Similar to other myeloproliferative neoplasms (MPN), increased production of pro-fibrogenic and angiogenic cytokines and related alterations of the bone marrow microenvironment are commonly found in SM. However, only little is known about mechanisms and effector molecules triggering fibrosis and angiogenesis in SM. The aim of our study was to identify cytokines that are produced in neoplastic MC in a KIT-dependent manner and contribute to abnormal angiogenesis and fibrosis in SM. Thus, we screened for KIT D816V-dependent production of cytokines relevant to inflammation and microenvironment alterations in MPN. Various cytokines including C-C motif chemokine ligand-2 (CCL-2), a CC chemokine that recruits inflammatory cells to sites of inflammation and enhances angiogenesis, were highly upregulated in growth factor-dependent human cells after lentiviral transduction with KIT D816V. Correspondingly, the KIT-targeting drug midostaurin and RNAi-mediated knockdown of KIT reduced expression of CCL-2. We also found that MEK/ERK, STAT5 as well as NFB contribute to KIT-dependent upregulation of CCL-2 in MC. In addition, CCL-2 secreted by KIT D816V+ MC was found to promote the migration of human endothelial cells in Boyden chamber assay as well as in wound healing assay. Furthermore, knockdown of CCL-2 in neoplastic MC resulted in reduced microvessel density and reduced tumor growth in NSG-mice in vivo, compared to CCL-2 expressing cells. Finally, we measured CCL-2 serum concentrations in patients with SM and found that CCL-2 levels were significantly elevated in mastocytosis patients compared to controls. CCL-2 serum levels were higher in patients with advanced SM and were found to correlate with poor survival. In summary, we have identified CCL-2 as a novel, KIT D816V-dependent, key regulator of vascular cell migration and angiogenesis in SM. CCL-2 expression correlates with disease severity and prognosis. In summary, our data prompt CCL-2 as a novel biomarker and potential therapeutic target in advanced SM.