Glykosylierung: Eine mögliche Verbindung zwischen Ernährung und Stammzellen in der Intestinalen Karzinogenese

• Antragstellerin: Privatdozentin Melek Canan Arkan, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 385542443

Noch immer ist der derzeitige Wissensstand limitiert in Bezug auf Ursache und Wirkung von Schlüsselmechanismen der Kolonkarzinogenese. Diese sind jedoch nicht nur für das Verständnis der Pathogenese sondern auch für die Entwicklung realistischer Strategien um die Mortalität die solche Vorgänge verursachen zu limitieren. Tumorzellen weisen eine Vielzahl von Veränderungen ihres Glykosylierungsprofils im Vergleich zu Normalgewebe auf und Modifikationen im Glykosylierungsprofil gelten als sogenanntes Hallmark of Cancer. Glykosylierungen, welche die häufigste post-translationale Modifikation (PTM) darstellen, spielen eine wichtige Rolle in inter- und intrazellulären Prozessen und sind essentiell für die Entwicklung einer Multizellularität sowie die Funktion von pluripotenten und Gewebs-stammzellen. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass eine durch eine fettreiche Ernährung induzierte Adipositas die Zahl von Lgr5+ intestinalen Stammzellen erhöht und die Kapazität Tumoren zu induzieren verstärkt wird. Dies zeigt wie komplex die Verbindung zwischen dem Änderungen in der Ernährung und der Regulation von intestinaler Tumorbiologie ist. Unser derzeitiges Verständnis der Mechanismen, die die Balance zwischen Stammzell-Erneuerung und Differenzierung regeln, fußt vornehmlich auf genomischen, transkriptionellen und epigenetischen Analysen und vernachlässigt damit die funktionelle Bedeutung von Glykosylierung ungeachtet der Tatsache, dass diese insbesondere in der Stammzellnische häufig zu finden sind. Eine Verbindung zwischen Glykosylierung und Stammzelleigenschaften ist gut dokumentiert, aber ob Änderungen im Glykosylierungsmuster auch eine Verbindung zwischen Ernährung und Krebs darstellen ist noch nicht geklärt. Dieser Antrag soll untersuchen ob Modifikationen von Glykanstrukturen im Rahmen von ernährungs-bedingter intestinaler Karzinogenese funktionell Einfluss auf die Ausbildung von Stammzelleigenschaften nehmen kann und somit das Tumorwachstum beeinflusst. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Inzidenz Ernährungs-assoziierter Karzinome weltweit stark zunimmt, ist eine Analyse von Glykosylierungsprofilen auf Stammzellen zeitgemäß. Da Glykosylierungen reversibel sind und stark durch Umweltveränderungen beeinflusst werden, kann eine genaue Analyse zur Identifikation möglicher Biomarker oder sogar neuer Optionen bei der Behandlung intestinaler Karzinome führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen