Molekulare Pathogenese und Immunbiologie intestinaler MSI Tumoren in einem DNA Mismatch Reparatur-defizienten Mausmodell

• Antragsteller: Professor Dr. Peer Bork; Dr. Johannes F Gebert; Privatdozent Dr. Matthias Kloor
• Fachliche Zuordnung: Pathologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290363600

Etwa 15% aller sporadischen und fast alle Lynch Syndrom Colonkarzinomen sind DNA Mismatch Reparatur (MMR)-defizient. Dies führt zu Längenvariationen kurzer, repetitiver DNA Sequenzen (Mikrosatelliten), der sogenannten Mikrosatelliten Instabilität (MSI). Der MSI Phänotyp entsteht sehr früh in Adenomen teilweise sogar in normaler Mucosa. Instabilität in codierenden Mikrosatelliten (cMNRs) führt zu Frameshift Mutationen in verschiedenen Genen von denen einige das Tumorwachstum fördern können. Die funktionellen Bedeutung von cMNR Mutationen in MMR-defizienten Mäusen und deren potentielle klinische Relevanz ist bisher noch unklar. Alle bisherigen MMR-Gen knockout Mäuse sind keine guten Modelle für die Lynch Syndrom-assoziierte MSI Tumorentstehung, da die homozygoten MMR k.o. Mäuse meist Lymphome aber wenige Darmtumoren entwickeln. Ein neueres MMR-defizientes Maus Modell (VCMsh2loxP) stellt ein geeignetes präklinischen Modell für das Lynch Syndrom dar. Unsere Vorarbeiten zeigen erstmals, dass cMNR Mutationen in Maus MSI Darmtumoren vorliegen. In dem hier beantragten Projekt sollen die pathogenetischen Mechanismen der MSI Tumorigenese an dem neuen VCMsh2loxP Mausmodell untersucht werden. Diese Tiere weisen nur im Darmepithel einen MMR-Funktionsverlust auf. Zunächst soll der gesamte Darm der homozygoten VCMsh2loxP Mäuse unterschiedlichen Alters histopathologisch untersucht werden, um sowohl prä-neoplastische und neoplastische Läsionen als auch eventuelle sehr frühe histologische Veränderungen in der normalen Mucosa, am Tumorabsetzungsrand oder weit davon entfernt zu identifizieren. Histologische und immunhistochemische Analysen des gesamten Darms in heterozygoten VCMsh2loxP Mäusen sollen Aufschluss darüber geben, ob auch MMR-defiziente Kryptenfoci nachweisbar sind, wie kürzlich bei Lynch Syndrom Patienten beschrieben. Nach bioinformatischer Identifizierung der Maus cMNR Kandidatengene sollen dann die cMNR Mutationsprofile in Normal- und Tumorgewebe bestimmt und Tumor-relevante MSI Zielgene identifiziert werden. Es gilt zu klären, ob cMNR Mutationen in bestimmen Genen altersabhängig mit der MSI Tumorentstehung korrelieren. Weiterhin möchten wir durch vergleichende Analyse der humanen und murinen cMNR Mutationsprofile bestimmen, welche gemeinsamen oder unterschiedlichen Gene und Signaltransduktionswege im Rahmen der humanen und murinen MSI Tumorigenese betroffen sind. Schließlich soll die Immuninfiltration in diesen murinen MSI Tumoren bestimmt werden. Dieses Forschungsvorhaben liefert damit neue Erkenntnisse zur Histologie, Immunologie und dem cMNR Mutationsprofil von murinen MSI Darmtumoren und eröffnet wichtige mechanistische Einblicke in die Ätiologie und Progression von MMR-defizienten Tumoren. Die cMNR Frameshift Mutationen in Maus MSI Zielgenen und die daraus resultierenden Frameshift Peptide bieten erstmals die Möglichkeit, Frameshift-Peptid Vakzinierungsstrategien für MSI Tumoren in einem Tiermodell zu testen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Magnus von Knebel Doeberitz