Eine mechanistische Studie zur Thrombusbildung bei JAK2 V617F und CALR-mutierter chronischer myeloproliferativer Neoplasie (CMN)

JAK2-V617F- und CALR-Mutationen sind die häufigsten genetischen Aberrationen bei der klassischen Philadelphia-Chromosom-negativen chronischen myeloproliferativen Neoplasie (CMN). Eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei Patienten, die diese Mutationen tragen, ist ein ausgeprägter prothrombotischer Zustand, der zu venösen und arteriellen Thrombosen führt. In den letzten Jahren wurden Granulozyten und Monozyten als Hauptakteure bei der Auslösung von Venenthrombosen identifiziert.
Zuvor hatte unsere Gruppe herausgefunden, dass JAK2-V617F die ß1- und ß2-Integrine (VLA4 und LFA1) auf Leukozyten in CMN in abnormaler Weise aktiviert, und einige der kritischen Inside-Out-Signalmoleküle identifiziert, die daran beteiligt sind (z. B. die kleine GTPase Rap1, CALDAG-GEF1). Interessanterweise unterdrückte die Hemmung von VLA4 und LFA1 durch neutralisierende Antikörper die JAK2-V617F-induzierte Thrombusbildung in vivo (Modell der inferioren Vena cava Stenose).
Auf der Grundlage dieser Studien wollen wir die genauen zugrundeliegenden molekularen Mechanismen aufklären, die den Prozess der venösen Thrombose in CALR- und JAK2-V617F-mutierten CMN auslösen und aufrechterhalten. Unsere umfassende Analyse wird die Charakterisierung der Integrin-vermittelten Granulozyten-Adhäsion und der wichtigsten Signalmoleküle, die die Integrin-Aktivierung in Granulozyten steuern, beinhalten. Unser experimenteller Ansatz wird verschiedene geeignete Zelllinien, JAK2-V617F-Knock-in und CALR-mutierte Mausmodelle, primäre Leukozyten von Patienten und ein in unserem Labor gut etabliertes In-vivo-Thrombosemodell (inferiore Vena-Cava-Stenose) verwenden. Die beteiligten Moleküle werden mit neutralisierenden Antikörpern und selektiven niedermolekularen Inhibitoren angegriffen. Darüber hinaus werden wir die 2-Photonen-Mikroskopie im Thrombosemodell der Vena saphena magna einsetzen, um intravital einen möglichen Unterschied im Rollen, Kriechen, in der Adhäsion und Aggregation (Thrombusbildung) von JAK2-V617F-positiven bzw. CALR-mutierten Granulozyten zu untersuchen. Darüber hinaus werden sich diese Untersuchungen auch auf die Beteiligung der extrazellulären Fallen (NETs) der Neutrophilen konzentrieren, einschließlich einer möglichen Aktivierung der Peptidylarginin-Deiminase 4 (PAD4) durch die mutierte CALR. In einer In-vitro-Studie haben wir zuvor gezeigt, dass in JAK2-V617F-positiven Leukozyten BTK und die kleine GTPase RhoA konstitutiv aktiviert sind. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass Signalmoleküle, die der BTK vor- und nachgeschaltet sind, in CALR-mutierten Leukozyten aktiviert werden und möglicherweise einen Integrationspunkt für die Entwicklung von Thrombose darstellen. Dieser Teil des Projekts könnte es ermöglichen, BTK als potenzielles therapeutisches Ziel für Medikamente bei CMN zu untersuchen. Schließlich wollen wir auf der Grundlage früherer Ergebnisse, die eine unterschiedliche Aktivierung der kleinen GTPase Rap1 in Granulozyten von CALR-mutierten Patienten gezeigt haben, die molekularen Mechanismen entschlüsseln, die an der unterschiedlichen Aktivierung von Rap1 in CALR- und JAK2V617F-mutierten Granulozyten beteiligt sind.
Die Identifizierung der genauen molekularen Wege, die an dem pro-thrombotischen Zustand von JAK2-V617F-positiven und CALR-mutierten Patienten beteiligt sind, könnte letztendlich neue Ziele für die Prophylaxe und Therapie von Venenthrombosen bei CMN liefern.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 30.04.2026

A mechanistic study on thrombus formation in JAK2 V617F and CALR mutated chronic myeloproliferative neoplasia (CMN)

JAK2-V617F and CALR mutations are the most common genetic aberrations in classic Philadelphia-Chromosome negative chronic myeloproliferative neoplasia (CMN). A major cause of morbidity and mortality in patients carrying these mutations is a marked prothrombotic state leading to venous and arterial thrombosis. Based on a large body of evidence, in recent years, granulocytes and monocytes were identified as key players in induction of venous thrombosis.
Previously, our group found that JAK2-V617F aberrantly activates ß1 and ß2 integrins (VLA4 and LFA1) on leukocytes in CMN and identified some of the critical inside-out signaling molecules involved (e.g. small GTPase Rap1, CALDAG-GEF1). Interestingly, inhibition of VLA4 and LFA1 using neutralizing antibodies suppressed JAK2-V617F induced thrombus formation in-vivo (inferior vena cava stenosis model).
Based on these studies, we aim to elucidate the precise underlying molecular mechanisms that trigger and sustain the process of venous thrombosis in CALR- and JAK2-V617F-mutated CMN. Our comprehensive analysis will include characterisation of integrin-mediated granulocyte adhesion and of key signaling molecules driving integrin activation in granulocytes. Our experimental approach will employ various suitable cell lines, JAK2-V617F knock-in and CALR mutated mouse models, primary leukocytes derived from patients and a thrombosis in-vivo model (inferior vena cava stenosis) which is well established in our lab. Molecules involved will be targeted using neutralising antibodies and selective small molecule inhibitors. Further, we will employ 2-photon microscopy in saphenous vein thrombosis model to intravitally investigate a potential difference in rolling, crawling, adhesion and aggregation (thrombus formation) of JAK2-V617F positive and CALR mutated granulocytes, respectively. Further, these investigations will also focus on the involvement of neutrophil extracellular traps (NETs), including a potential activation of peptidylarginine deiminase 4 (PAD4) by mutated CALR. In an in vitro study, we previously showed that in JAK2-V617F positive leukocytes, BTK and the small GTPase RhoA were constitutively activated. Thus, we hypothesize that signaling molecules upstream and downstream of BTK are activated in CALR mutated leukocytes and may represent an integration point for development of thrombosis. This part of the project may allow to explore BTK as a potential therapeutic drug target in CMN. Finally, based in previous results showing differential activation of the small GTPase Rap1 in granulocytes isolated from CALR mutated patients, we aim to dissect the molecular mechanisms involved in differential Rap1 activation in CALR and JAK2V617F mutated granulocytes.
Identification of the precise molecular pathways involved in the pro-thrombotic state of JAK2-V617F positive and CALR mutated patients may ultimately provide novel targets for prophylaxis and therapy of venous thrombosis in CMN.