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Myeloproliferative Erkrankungen und
die Janus Kinase 2 (MPS und JAK 2)
Entdeckung der JAK2-V617F-Mutation kann neue Therapiewege
bei myeloproliferativem Syndrom eröffnen.
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2005 haben nahezu gleichzeitig drei unterschiedliche
Forschergruppen über eine neu gefundene
Mutation publiziert – eine Entdeckung,
die lange erwartet und, man kann
fast sagen, von den HämatologInnen heiß ersehnt
wurde. Mit der Entdeckung dieser Mutation kann endlich
die Krankheitsgruppe der myeloproliferativen Syndrome
besser verstanden und diagnostiziert und, im Idealfall, eine
Chance auf neue Therapiewege aufgezeigt werden.
n Chloe James et al. aus Paris; publizierte in der Nature-Ausgabe
vom 28. April/Vol. 434: „A unique clonal JAK 2
mutation leading to constitutive signalling causes polycythaemia
vera.“
n Amy V. Jones et al. von der Universität Southhampton
in UK beschrieb im Vorabdruck von Blood am 26. Mai
2005: „Widespread occurence of the JAK2 V617F
mutation in chronic myeloproliferative disorders.“
n Robert Kralovics et al. von der Universität in Basel veröffentlichte
seinen Artikel im New England Journal of
Medicine – herausgekommen auch am 28. April 2005(!):
„A gain-of Function Mutation of JAK 2 in Myeloproliferative
Disorders.“
Dr. Kralovics befindet sich übrigens derzeit in Wien am
AKH an der Universitätsklinik für Innere Medizin 1 an der
Abteilung für Hämatologie und forscht hier die nächsten drei
Jahre im Rahmen einer Kooperation mit dem Center of Molecular
Medicine der österreichischen Akademie der Wissenschaften.
Auf welch unglaubliche Resonanz und Forschungseifer
dieses Thema gestoßen ist, kann man daran erkennen, dass
derzeit (Stand September 2006) die Anzahl der über JAK 2 publizierten
Artikel in diesem Zusammenhang (zugänglich über
PubMed) bei über 200 liegt.
Die Janus Kinase ist benannt nach dem Gott Janus, einer
der ältesten römischen Gottheiten – der Gott der Tore, des Einund
Ausgangs, der sowohl nach vorne als auch nach hinten
blicken kann. Die Janus Kinase 2 (JAK 2) ist ein Protein, das
eine bedeutende Rolle in der Signaltransduktion von hämatopoietischen
Wachstumsfaktoren spielt. Tatsächlich ist sie mit
einem „Gesicht“ außerhalb, mit dem anderen innerhalb der
Zelle. Als Tyrosinkinase vermittelt sie die Signaltransduktion
von Zytokinen (die sich außerhalb der Zelle und somit der
Zellmembran befinden) ins Zytoplasma.
Dazu gehören folgende für die myeloische Entwicklung
wichtige Wachstumsfaktoren:
n Erythropoietin
n Thrombopoietin
n Granulozyten/Makrophagen – Kolonie-stimulierender
Faktor
n IL 3 und IL 5
Wenn ein Zytokin an seinen Zytokinrezeptor bindet, wird
JAK 2 aktiviert, der zytoplasmatische Anteil des Zytokinrezeptors
wird phosphoryliert, dadurch können dann die STATs
(Transkriptionsfaktoren) binden, werden ihrerseits phosphoryliert
– gelangen in den
Zellkern und ermöglichen dort
die Transkription der Zielgene
–, wodurch die Proliferation
Abb. 1: Der römische doppelköpfige
Gott Janus
und Differenzierung der hämatologischen Zellen ermöglicht
und gesteuert wird.
Klassische myeloproliferative Erkrankungen:
Zu den klassischen myeloproliferativen Erkrankungen
(die bcr-abl negativen, also nicht die chronisch myeloische
Leukämie) zählen:
n Polycythämia vera (PCV)
n Essentielle Thrombocythämie (ET)
n Idiopatische Myelofibrose (IMF)
Alle drei Erscheinungsformen sind zurückzuführen auf
die klonale Erkrankung einer multipotenten Stammzelle. Die
PatientInnen präsentieren sich mit exzessiver Vermehrung
einer oder mehrerer hämatologischer Zellreihen (Erythrozyten,
Leukozyten, Thrombozyten). Tatsächlich zeigen die
einzelnen Krankheitsentitäten auf der einen Seite eine große
Heterogenität innerhalb ihrer Gruppe, andererseits gibt es
beträchtliche Überschneidungen im klinischen und labordiagnostischen
Erscheinungsbild der drei Syndrome:
Hämoglobin
ET:
Thrombozytose
> 600 G/l
Megakaryozyten
/ KM
PCV:
Hämatokrit
Erythrozytenmasse
Erythropoiese im KM
KM-Fibrose
Splenomegalie
Anämie
⊥ Hämoglobin
IMF:
KM-Fibrose
Splenomegalie
Anämie
Polycythämia vera (PCV)
n Die PCV ist assoziiert mit erhöhtem Hämatokrit und
erhöhter Erythrozytenmasse sowie einer gesteigerten Erythropoiese
im Knochenmark.
n Oft geht sie auch mit einer Leukozytose oder
Thrombozytose einher.

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n Die Diagnosestellung wird allerdings erschwert bei
PatientInnen, die normale Hämoglobinwerte z.B. wegen
Eisenmangels aufweisen, dem eher untypischen Vorhandensein
einer Splenomegalie, dem Entwickeln einer
Knochenmarksfibrose bei fortgeschrittener Erkrankung
und den so genannten sekundären Polyglobulien.
Idiopatische Myelofibrose (IMF)
n Das Vorliegen einer Knochenmarksfibrose – ein Befund
vom Hämatopathologen – sowie die Anämie und
Splenomegalie sprechen für die Diagnose der IMF.
n Cave: Auch andere myeloproliferative Erkrankungen
zeigen oder entwickeln eine Knochenmarksfibrose,
Splenomegalie und Anämie.
Essentielle Thrombocythämie (ET)
n Diagnosekriterium für die ET ist eine Thrombozytose
von > 600 000/µl und die erhöhte Proliferation von
Megakaryozyten im Knochenmark.
n ET-PatientInnen können ebenso wie PCV-PatientInnen
erhöhte Hämoglobinwerte bei niedrigen EPO-Spiegeln
aufweisen; auch eine Splenomegalie oder eine
Knochenmarksfibrose kann sich im Laufe der Erkrankung
entwickeln.
STAT proteine
Nucleus
Cytokine
receptors
Cytokine
Resruitment to
cytokine receptor
Translocation of
STATs to nucleus
Phosphorylation and
dimerization of STATs
STAT-binding sequences
Cytokine-responsive gene
in promoter
Abb. 2: Janus Kinase 2 in der normalen Hämatopoiese
Transcription
Endogene Erythroide Kolonien (EEC) oder
autonomes BFU-E-Wachstum
Ein diagnostisches Hauptkriterium nach WHO für das
Vorliegen einer PCV ist das so genannte autonome Burst-
/Colony-Forming-Unit-Erythroid-Wachstum (BFU-E- oder
CFU-E-Wachstum) oder in der Literatur auch „endogenous
erythroid colony growth“ genannt. Das bedeutet, das Wachstum
von erythrozytären Kolonien im Stammzell-Kulturansatz
in Abwesenheit von ansonsten notwendigen exogenen
Erythropoietin. Diese Untersuchung wurde schon seit längerer
Zeit zur Unterscheidung sekundärer Polyglobulien von
Polycythämia-vera-Erkrankungen klonalen Ursprungs eingesetzt.
Aber wir finden dieses Phänomen nicht nur bei PCV-
PatientInnen:
Autonomes BFU-E Wachstum bei:
80 – 100 % der PatientInnen mit PCV
bis zu 50 % der PatientInnen mit ET
ca. 30 % der PatientInnen mit IMF
Dieses abnorme Wachstumsverhalten der hämatopoietischen
Progenitorzellen in vitro war die Basis für Studien über
die Signalwege der hämatopoietischen Zellen.
JAK2 V617F Mutation bei
myeloproliferativen Erkrankungen
Es handelt sich um eine erworbene Mutation. Durch diese
somatische Punktmutation kommt es zum Verlust der autoinhibitorischen
Funktion der Pseudo-Kinase-Domäne von
JAK 2 – im Gegenteil sorgt diese Mutation für eine ständige
Aktivierung der Kinase auch ohne das Vorhandensein von
Wachstumsfaktoren und führt somit zu einer gesteigerten
Proliferation von hämatopoietischen Vorläuferzellen.
Diese molekularbiologische Veränderung erklärt das Phänomen
der Zytokinunabhängigkeit bzw. Hypersensitivität
der hämatopoietischen Progenitoren myeloproliferativer Erkrankungen
gegenüber den Wachstumsfaktoren und ist eine
der Ursachen, die zum autonomen BFU-E-Wachstum führen.
Innerhalb der ersten sieben Monate nach Veröffentlichung
der Publikationen über die JAK2-V617F–Mutation
reagierten die molekularbiologischen Labors sowohl in den
Vereinigten Staaten als auch in Europa. Ab Herbst 2005 hatten
einige Laboratorien Methoden zum Nachweis der Mutation
evaluiert, und der Test zum Nachweis der JAK2-Mutation
mittels verschiedenster PCR-Techniken wird den KlinikerInnen
angeboten.
Die JAK2-V617F-Mutation ist bei keiner einzigen von
den mehr als 700 in einer Studie getesteten Normalpersonen
gefunden worden, auch bei keinem/r der PatientInnen mit
sekundärer, reaktiver Polyglobulie oder reaktiver sekundärer
Thrombozytose. Ebenso wichtig ist die Tatsache, dass diese
Mutation spezifisch bei den myeloisch determinierten Progenitoren
gefunden wurde, nicht aber in den Zellen der PatientInnen
mit lymphatischen oder lymphoproliferativen Erkrankungen,
MyelompatientInnen oder PatientInnen mit soliden
Tumoren.
JAK2-V617F-Mutation ist nachweisbar bei:
65 – 97 % der PatientInnen mit PVC
23 – 57 % der PatientInnen mit ET
35 – 57 % der PatientInnen mit IMF
Bei einigen wenigen PatientInnen u.a. ca. 7% mit myelodysplastischen
Syndromen oder atypischen myeloischen Erkrankungen
wurde die Mutation auch gefunden.
Klinische Anwendbarkeit
In der Diagnostik
Wegen der hohen Spezifität, bei der die JAK2-V167F-
Mutation bei Philadelphia-negativen myeloproliferativen Erkrankungen
gefunden wird und eindeutig Ausdruck des Vorhandenseins
einer klonalen Stammzellerkrankung ist, findet
diese Untersuchung bestens Anwendung zur Unterscheidung
zwischen benignen und malignen Polyglobulien und Thrombozytosen.
Als Screeningtest eingesetzt bei PatientInnen mit
unklaren myeloproliferativen Krankheitsbildern kann der
Nachweis der JAK2-V167F-Mutation möglicherweise manch
andere Untersuchung ersetzen bzw. ersparen wie z.B. die Bestimmung
der Gesamterythrozytenmasse – eine kosten- und
personalaufwändige und strahlenbelastende Methode, die

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Abb. 3: Autonomes CFU-E (Colony forming unit erythroid)
Akute Chagas-Krankheit: In etwa 30 % findet sich an
der Inokulationsstelle eine entzündliche Infiltration der Haut,
begleitet von regionaler Lymphadenitis, dem „Chagom“.
War die Eintrittspforte die Augenbindehaut, bezeichnet man
die entstehende unilaterale Konjunktivitis mit Lidödem als
„Romansches Zeichen“. Etwa zwei Wochen post infectionem
erfolgt der Übertritt der Trypanosomen in das Blut, begleitet
von häufig intermittierendem Fieber, generalisierter
Lymphadenopathie, Hepatosplenomegalie und morbiliforbis
dato als wichtigstes Diagnosekriterium für das Vorliegen
einer PCV galt. PatientInnen, die die JAK2-Mutation aufweisen,
leiden mit Sicherheit an einer Form einer myeloproliferativen
Erkrankung – obwohl die Unterscheidung, welche
der drei Formen vorliegt, noch mit zusätzlichen Diagnoseparametern
gestellt werden muss.
Für die Prognose
Die JAK2-Mutation kann jedoch mit unterschiedlichen
biologischen Verhalten assoziiert werden. So weiß man heute
bereits, dass V617F-positive PatientInnen häufiger Thrombosen
erleiden; auch sprechen JAK2-mutierte PatientInnen
besser auf eine Therapie mit Hydroxyurea an als V617F-negative
PatientInnen.
Zukunftsvision – Therapie
Für die Wissenschaft stellt diese Mutation in Analogie
zur bcr-abl-Translokation ein neues attraktives Forschungsgebiet
dar. Bei der chronisch myeloischen Leukämie und der
Philadelphiachromosom-positiven akuten lymphatischen
Leukämie gilt die Therapie mittels Imatinib (Glivec ® ) mit
gezielter Blockade der bcr-abl-Translokation als Paradebeispiel
für die Behandlung durch Inhibition eines Signaltransduktionsweges.
Analog dazu könnte mit der Entwicklung
und dem Einsatz von zielgerichteten Medikamenten PatientInnen
mit myeloproliferativen Syndromen und JAK2-Mutation,
die bisher wenig Therapieoptionen und leider oft unbefriedigend
geringe Überlebenszeiten aufwiesen, zu einer
klaren Verbesserung ihrer Prognose verholfen werden.
Die hohe Anzahl von PatientInnen mit ET und IMF, die
keine Mutation von JAK 2 aufweisen, legt die Existenz einer
oder mehrerer zusätzlicher Mutationen nahe, die eine myeloproliferative
Erkrankung verursachen können. Auch das
Zusammentreffen der JAK2-Mutation mit einer noch unbekannten
Aberration gilt als wahrscheinlich. Somit könnte die
alleinige Blockade der JAK2-Mutation möglicherweise noch
nicht zu einer erfolgreichen Behandlung führen. Weltweit
wird intensiv nach solchen Veränderungen geforscht, wir
dürfen also noch gespannt sein.
n
Eva Jäger
Biomedizinische Analytikerin
AKH-Wien – KIMCL, Stammzelllabor
Morbus Chagas –
die amerikanische Trypanosomiasis
In Mittel- und Südamerika leben Millionen Menschen unter
Bedingungen, die eine Infektion mit Trypanosoma Cruzi
begünstigen.
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Die Vektoren dieser ausschließlich in Mittelund
Südamerika beheimateten Erkrankung
sind Raubwanzen aus dem Genus Panstrongylus,
Triatoma und Rhodinus. Diese nachtaktiven
Blutsauger, die tagsüber in Ritzen oder
strohgedeckten Dächern fast unauffindbar Unterschlupf finden,
orten ihre Opfer mittels Thermorezeptoren. Zur Untergruppe
„Stercoraria“ gehörend, ist nach der Blutmahlzeit die
Defäkation obligat verbunden und damit die Kontamination
der Haut mit der Infektionsform der Parasiten, den Metatrypanosomen.
Durch die juckende Läsion bedingt, wird der
Wanzenkot vom Menschen unter Umständen in den Stichkanal
eingerieben – damit beginnt die eigentliche Infektion.
(Weitere Infektionswege bestehen durch Transfusionen mit infiziertem
Blut und kongenital.) Charakteristisch für T.cruzi ist
sein Unvermögen eines „antigen
shiftings“, wodurch die
trypomastigoten Blutformen
zerstört würden.
Pathophysiologisch werden
folglich durch die „endogene
Reinfektion“ in Verbindung
mit allergischen sowie AG-AK-
Reaktionen ständig neue Entzündungsherde
in periodischem
Wechsel zwischen Blutund
Gewebsbefall gesetzt. Der
experimentell bewiesene Tropismus zu Zellen des RHS, der
Herzmuskulatur und den Gliazellen erklärt den klinischen
Befund.
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