Der direkte Einfluss chromosomaler Instabilität auf das Verhalten von prä-malignen humanen Polypen/Adenomen

• Antragsteller: Dr. Peter Jung
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326497022

Chromosomale Instabilität (CIN) findet sich in 85% der Fälle von Dickdarmkrebs und stellt somit ein wichtiges Merkmal dieser Erkrankung dar. CIN repräsentiert weiterhin ein frühes Ereignis während der Krebs-Entwicklung und die Art der adenomatöse Polyposis coli (APC) Gen Mutation entscheidet maßgeblich über das Auftreten von CIN in frühen Phasen der Tumor-Erkrankung. Aktuelle Daten liefern Hinweise auf einen direkten Einfluss von CIN auf das Tumor-Wachstum und die zelluläre Transformation, und die durch CIN hervorgerufene Aneuploidie bildet nach neuesten Erkenntnissen die Grundlage für die Metastasierungs-Fähigkeit von Krebszellen. Nichtsdestotrotz ist unser Verständnis der direkten molekularen Konsequenzen und der unmittelbaren Beeinflussung von Signal-Transduktions-Wegen durch CIN in frühen Krebs-Läsionen sehr gering. Unter Zuhilfenahme neuester 3-dimensionaler Kultursysteme für menschliche Dickdarm Stammzellen und CRISPR/Cas9-vermittelter Genom-Editierung zielen wir darauf hin, die direkten Effekte von CIN in APC-mutierten humanen Kolon-Organoiden (=Adenome), Aurora-Kinase A (AURKA)-überexprimierenden Organoiden, und Kontrollpunkt-defekten Derivaten zu modellieren und zu analysieren. Transkriptom Sequenzierung der nächsten Generation (NGS), quantitative Oberflächen-Proteom und Sekretom Analysen werden ein neues Licht auf das Ereignis chromosomale Instabilität und dessen Rolle in der humanen Krebs-Progression werfen. Des Weiteren stützen wir uns auf die Hypothese, daß der pro-tumorigene Effekt von CIN über Zell-autonome Mechanismen hinausgeht und sich auf die Reprogrammierung von assoziierten Bindegewebs-Zellen/Fibroblasten hin zu einer Tumor-fördernden Mikroumgebung erstreckt. Um dies genauer zu analysieren, werden wir ex vivo Tumoroide mittels magnetischer Levitation generieren, welche sowohl epitheliale genetisch instabile Adenom-Zellen als auch primäre humane Kolon-Fibroblasten enthalten. Dieses moderne Werkzeug wird uns dabei helfen, die CIN-vermittelten Effekte in humanen Adenoma Zellen und die Kommunikation zwischen frühen Dickdarmkrebszellen und deren benachbarter Mikroumgebung zu entschlüsseln. Zudem werden sich dadurch mögliche therapeutische Ziele definieren lassen und sich neue Ansatzpunkte zur Entwicklung innovativer Strategien der Krebs-Prävention und heilender Krebs-Therapie ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen