Aberrante Cathepsin S (CTSS) Aktivität beim Follikulären Lymphom

• Antragsteller: Professor Dr. Oliver Weigert
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518689759

Tumorzellen sind auf Wechselwirkungen mit dem Tumor Microenvironment (TME) angewiesen. Das follikuläre Lymphom (FL), eine meist unheilbare Form von Blutkrebs, ist ein Paradebeispiel für die klinische Relevanz dieser Wechselwirkungen. Wir haben einen neuen, klinisch relevanten Mechanismus der Lymphom-Immunzell-Interaktion identifiziert. Somatische Punktmutationen oder Amplifikation/Überexpression von Cathepsin S (CTSS) führen zu einer aberranten Hyperaktivität dieser lysosomalen Cysteinprotease und induzieren ein Tumor-supportives, mit CD4-T-Zellen angereichertes TME. Unser Ziel 1 ist es nun, die diese Interaktionen zwischen CTSS-hyperaktiven Tumorzellen und dem TME ex vivo und in vivo mechanistisch weiter aufzuklären und molekular-zielgerichtet zu hemmen. Hierfür haben wir ein vollständig humanes ex vivo Ko-Kultursystem etabliert, aus primären FL-ähnlichen Keimzentrums-B Zellen (+/- CTSS-Hyperaktivität) und autologen Immunzellen (inkl. Antigen-spezifischer CD4 T Zellen). Außerdem haben wir hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (+/-B Zell-spezifische CTSS-Hyperaktivität) aus Bcl2-transgenen Mäusen generiert, die wir für in vivo Transplantationsexperimente in immunkompetente Tiere verwenden wollen. In Ziel 2 wollen wir die Rolle der CTSS-Hyperaktivität bei nicht-lysosomalen zellulären Prozessen funktionell charakterisieren. Dazu haben wir das CTSS-Interaktom in CTSS-hyperaktiven Lymphomzellen mit Hilfe von umfassenden Proteomanalysen (BioID2 Proximity-Labelling sowie Co-Immunpräzipitation mit anschließender quantitativer Massenspektrometrie) untersucht. Unsere Ergebnisse bestätigen nicht nur, dass CTSS bei der Prozessierung und Präsentation von Antigenen, sowie beim Toll-like-Rezeptor (TLR) und NF-kB Signaling beteiligt ist, sondern auch bislang unbekannte Aktivitäten im Zellkern hat, wie z. B. der Regulation von Gentranskription, die wir weiter untersuchen wollen. In Ziel 3 wollen wir die relevanten regulatorischen Netzwerke definieren, die die enzymatische Netto-Aktivität von CTSS bestimmen, unter Berücksichtigung anderer Proteasen und Inhibitoren. Schließlich wollen wir in Ziel 4 therapeutische Vulnerabilitäten CTSS-hyperaktiver Tumore untersuchen. Durch Permeabilisierung lysosomaler Membranen (LMP) können wir CTSS ins Zytosol freisetzen. Unsere vorläufigen Daten deuten auf eine erhöhte Empfindlichkeit CTSS-hyperaktiver Tumoren gegenüber LMP-induzierenden Substanzen hin, sowie auf Synergie-Effekte mit anderen Standardtherapien. Interessanterweise konnte dieses Phänomen auch bei anderen CTSS-hyperaktiven Tumorzellen beobachtet werden. Alle Ziele beruhen auf vielversprechenden vorläufigen Daten. Wir werden unsere Untersuchungen sukzessive auch auf andere CTSS-hyperaktive Tumore ausweiten, bei denen ein hoher medizinischer Bedarf besteht. Zusammenfassend werden unsere Untersuchungen dazu beitragen, die besondere Biologie CTSS-hyperaktiver Tumoren besser zu verstehen und die Grundlage für neue klinische Konzepte bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen