José-Carreras-Stiftungsprofessur für Leukämieforschung / Myelodysplastische Syndrome (MDS)

Leitung: Prof. Dr. med. Daniel Nowak

Was sind MDS?

Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind eine Gruppe bösartiger Knochenmarkerkrankungen, deren Schweregrad sehr unterschiedlich sein kann. Durch die Entartung von Stammzellen im Knochenmark wird die Blutbildung fehlgesteuert und es kommt zu einem Mangel an roten Blutkörperchen (Anämie), Leukozyten (Leukozytopenie) und/oder Blutplättchen (Thrombozytopenie). Außerdem besteht ein Risiko, dass MDS in eine akute myeloische Leukämie (AML) übergehen kann.

Was kann man tun?

Bislang können MDS nur durch eine Stammzelltransplantation geheilt werden. Allerdings ist dies für viele Patienten aufgrund höheren Alters oder Begleiterkrankungen keine Behandlungsoption. Es gibt daher auch noch medikamentöse Behandlungsmöglichkeiten, die in der Lage sind, die Erkrankung zu kontrollieren und zu bremsen. Wir forschen in unserem Labor an der Verbesserung dieser Behandlungsmöglichkeiten und an der Entwicklung neuer Therapieansätze.

Stand der Forschung

In den letzten Jahren konnte die Entstehung MDS besser verstanden werden, vor allem durch die Entdeckung zugrundeliegender Mutationen. Allerdings gab es lange kein geeignetes Modell, um die Krankheitsentstehung  und die Wirkung von Therapien zu erforschen. Hierbei ist vor allem auch wichtig herauszufinden, warum oft Rückfälle auftreten und wie diese verhindert werden könnten. Auf der Basis neu entwickelter Modelle lassen sich nun MDS-Pathomechanismen und vor allem die Interaktionen verschiedener Zellen in ihrem Umfeld im Knochenmark erforschen.

Eigene Forschung

In unserem höchst innovativen und translationalen Umfeld untersuchen wir die Zusammensetzung des Knochenmarks in Patienten mit myeloischen Neoplasien, vor allem die Zusammensetzung der Zelltypen und die molekulare Interaktion von Zellen mit dem Knochenmark. In unserem Labor verwenden wir verschiedene Arten von Zellkulturmodellen, z.B. Ko-Kulturen mehrerer Zellarten oder 3D Modelle. Durch die Anbindung an die Klinik, wo laufend aktuelle Studien durchgeführt werden, können wir auch auf Patientenproben zurückgreifen. Wir setzen modernste Methoden zur Untersuchung genetischer Veränderungen der entarteten Knochenmarkszellen ein, zum Beispiel Ganzgenom-Sequenzierung oder RNA-Sequenzierung. Dadurch können die gewonnenen Erkenntnisse zur Entwicklung neuer Therapieansätze genutzt werden.

1. Xu Q, Streuer A, Jann JC, Altrock E, Schmitt N, Flach J, Sens-Albert C, Rapp F, Wolf J, Nowak V, Weimer N, Obländer J, Palme I, Kuzina M, Jawhar A, Darwich A, Weis CA, Marx A, Wuchter P, Costina V, Jäger E, Sperk E, Neumaier M, Fabarius A, Metzgeroth G, Nolte F, Steiner L, Levkin PA, Jawhar M, Hofmann WK, Riabov V, Nowak D. Inhibition of lysyl oxidases synergizes with 5-azacytidine to restore erythropoiesis in myelodysplastic and myeloid malignancies. Nat Commun. 2023 Mar 17;14(1):1497. doi: 10.1038/s41467-023-37175-8.
2. Schmitt N, Jann JC, Altrock E, Flach J, Danner J, Uhlig S, Streuer A, Knaflic A, Riabov V, Xu Q, Mehralivand A, Palme I, Nowak V, Obländer J, Weimer N, Haselmann V, Jawhar A, Darwich A, Weis CA, Marx A, Steiner L, Jawhar M, Metzgeroth G, Boch T, Nolte F, Hofmann WK, Nowak D. Preclinical evaluation of eltrombopag in a PDX model of myelodysplastic syndromes. Leukemia. 2022 Jan;36(1):236-247. doi: 10.1038/s41375-021-01327-w.
3. Altrock E, Sens-Albert C, Jann JC, Flach J, Riabov V, Schmitt N, Xu Q, Mehralivand A, Hecht A, Steiner L, Streuer A, Nowak V, Obländer J, Weimer N, Palme I, Jawhar A, Weis CA, Weyer V, Nolte F, Jawhar M, Metzgeroth G, Marx A, Groden C, Hofmann WK, Nowak D. Humanized three-dimensional scaffold xenotransplantation models for myelodysplastic syndromes. Exp Hematol. 2021 doi: 10.1016/j.exphem.2021.12.395.
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5. Riabov V, Mossner M, Stöhr A, Jann JC, Streuer A, Schmitt N, Knaflic A, Nowak V, Weimer N, Obländer J, Palme I, Schumann C, Baldus CD, Schulze TJ, Wuchter P, Röhl H, Jawhar A, Weiss C, Boch T, Metzgeroth G, Neumann M, Hofmann WK, Nolte F, Nowak D. High erythroferrone expression in CD71+ erythroid progenitors predicts superior survival in myelodysplastic syndromes. Br J Haematol. 2021 Mar;192(5):879-891. doi: 10.1111/bjh.17314.
6. Flach J, Jann JC, Knaflic A, Riabov V, Streuer A, Altrock E, Xu Q, Schmitt N, Obländer J, Nowak V, Danner J, Mehralivand A, Hofmann F, Palme I, Jawhar A, Wuchter P, Metzgeroth G, Nolte F, Hofmann WK, Nowak D. Replication stress signaling is a therapeutic target in myelodysplastic syndromes with splicing factor mutations. Haematologica. 2021 Nov 1;106(11):2906-2917. doi: 10.3324/haematol.2020.254193
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8. Pfeifer H, Raum K, Markovic S, Nowak V, Fey S, Obländer J, Pressler J, Böhm V, Brüggemann M, Wunderle L, Hüttmann A, Wäsch R, Beck J, Stelljes M, Viardot A, Lang F, Hoelzer D, Hofmann WK, Serve H, Weiss C, Goekbuget N, Ottmann OG, Nowak D. Genomic CDKN2A/2B deletions in adult Ph+ ALL are adverse despite allogeneic stem cell transplantation. Blood. 2018 doi: 10.1182/blood-2017-07-796862.
9. Mossner M, Jann JC, Wittig J, Nolte F, Fey S, Nowak V, Obländer J, Pressler J, Palme I, Xanthopoulos C, Boch T, Metzgeroth G, Röhl H, Witt SH, Dukal H, Klein C, Schmitt S, Gelß P, Platzbecker U, Balaian E, Fabarius A, Blum H, Schulze TJ, Meggendorfer M, Haferlach C, Trumpp A, Hofmann WK, Medyouf H, Nowak D. Mutational hierarchies in myelodysplastic syndromes dynamically adapt and evolve upon therapy response and failure. Blood. 2016 doi: 10.1182/blood-2015-11-679167.
10. Medyouf H, Mossner M, Jann JC, Nolte F, Raffel S, Herrmann C, Lier A, Eisen C, Nowak V, Zens B, Müdder K, Klein C, Obländer J, Fey S, Vogler J, Fabarius A, Riedl E, Roehl H, Kohlmann A, Staller M, Haferlach C, Müller N, John T, Platzbecker U, Metzgeroth G, Hofmann WK, Trumpp A, Nowak D. Myelodysplastic cells in patients reprogram mesenchymal stromal cells to establish a transplantable stem cell niche disease unit. Cell Stem Cell. 2014 doi: 10.1016/j.stem.2014.02.014

Weitere Publikationen

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Altrock E, Sens-Albert C, Hofmann F, Riabov V, Schmitt N, Xu Q, Jann JC, Rapp F, Steiner L, Streuer A, Nowak V, Obländer J, Weimer N, Palme I, Göl M, Darwich A, Wuchter P, Metzgeroth G, Jawhar M, Hofmann WK, Nowak D. Significant improvement of bone marrow-derived MSC expansion from MDS patients by defined xeno-free medium. Stem Cell Res Ther. 2023 Jun 7;14(1):156. doi: 10.1186/s13287-023-03386-5

Jeong H, Grimes K, Rauwolf KK, Bruch PM, Rausch T, Hasenfeld P, Benito E, Roider T, Sabarinathan R, Porubsky D, Herbst SA, Erarslan-Uysal B, Jann JC, Marschall T, Nowak D, Bourquin JP, Kulozik AE, Dietrich S, Bornhauser B, Sanders AD, Korbel JO. Functional analysis of structural variants in single cells using Strand-seq. Nat Biotechnol. 2023 Jun;41(6):832-844. doi: 10.1038/s1587-022-01551-4.

Xu Q, Altrock E, Schmitt N, Streuer A, Rapp F, Nowak V, Obländer J, Weimer N, Palme I, Göl M, Hofmann WK, Nowak D, Riabov V. In Silico Pan-Cancer Analysis Reveals Prognostic Role of the Erythroferrone (ERFE) Gene in Human Malignancies. Int J Mol Sci. 2023 Jan 15;24(2):1725. doi: 10.3390/ijms24021725.

Hernández-Malmierca P, Vonficht D, Schnell A, Uckelmann HJ, Bollhagen A, Mahmoud MAA, Landua SL, van der Salm E, Trautmann CL, Raffel S, Grünschläger F, Lutz R, Ghosh M, Renders S, Correia N, Donato E, Dixon KO, Hirche C, Andresen C, Robens C, Werner PS, Boch T, Eisel D, Osen W, Pilz F, Przybylla A, Klein C, Buchholz F, Milsom MD, Essers MAG, Eichmüller SB, Hofmann WK, Nowak D, Hübschmann D, Hundemer M, Thiede C, Bullinger L, Müller-Tidow C, Armstrong SA, Trumpp A, Kuchroo VK, Haas S. Antigen presentation safeguards the integrity of the hematopoietic stem cell pool. Cell Stem Cell. 2022 May 5;29(5):760-775.e10. doi: 10.1016/j.stem.2022.04.007.