Entschlüsselung von Mechanismen der Metastasierung unter besonderer Berücksichtigung der Hirn-Metastasierung des malignen Melanoms

• Antragsteller: Dr. Torben Redmer
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392534127

Die Metastasierung des malignen Melanoms in entfernt liegende Organe ist assoziiert mit Therapieversagen und dem Auftreten von Rezidiven. Die Kenntnis von Mechanismen, wie Melanomzellen die Fähigkeit zur Metastasierung erwerben und therapeutischen Interventionen entkommen, ist daher essentiell. Das vordringliche Ziel des hier beantragten Projektes ist daher die Identifizierung von Mechanismen der Metastasierung mit dem Hauptfokus der Hirn-Metastasierung. Ferner steht die Identifizierung von neuen Sub-Gruppen "Classifiern", die eine Aussage zu Unterschieden im therapeutischen Ansprechen von Metastasen/Hirn-Metastasen erlauben, im Vordergrund. Ein vielversprechender Kandidat, für die Klassifizierung einer Subgruppe von Hirnmetastasen ist CD271. Für die Validierung von CD271 werden die Tumore initial per Immunohistochemie in CD271high, CD271low und CD271neg gruppiert. Für das Expressionsprofiling und die Identifizierung von Mutationen-getriebenen intrinsischen Mechanismen, wird eine vergleichende RNA- und Exom-Sequenzierung von mindestens 10 extrakranialen und assoziierten Hirnmetastasen sowie von Tumor-angrenzendem oder normalem Hirngewebe aus zwei unterschiedlichen Zentren in Berlin und Dresden, durchgeführt. Zur Identifizierung globaler, epigenetischer Regulationsmechanismen wird eine vergleichende Methylomanalyse von 850k CpG Inseln der extrakranialen und Hirnmetastasen erfolgen. Die integrative Datenanalyse wird eine Aussage über Signalwege, die differentiell zwischen den extrakranialen Metastasen oder zwischen extrakranialen und Hirnmetastasen reguliert sind, erlauben und so eine Identifizierung von potentiellen Mechanismen der Metastasierung ermöglichen. Um einen Einblick in aktive Metastasierungsvorgänge zu erhalten, sollen diese parallel im Mausmodell untersucht werden. Dazu sollen GFP-positive Melanomzellen mit unterschiedlichem endogenen CD271 Expressionslevel in die Milz der Empfängermäuse injiziert werden. Um die so begünstigte systemische Verteilung und daher das metastatische Potential jeder Zelllinie abschätzen zu können, werden Blutproben entnommen und auf zirkulierende GFP und/oder CD271-positive Tumorzellen analysiert. Außerdem werden alle Organe, vor allem Hirn, Lungen und Leber auf Anwesenheit von Metastasen untersucht und diese gegebenenfalls per RNA-Sequenzierung analysiert. Auf diese Weise wird sowohl ein Einblick in potentiell CD271-getriebene als auch CD271-unabhängige Metastasierungsmechanismen ermöglicht. Die Validierung potentieller Kandidaten, die eine Hirnmetastasierung forcieren wird an in vitro und in vivo Modellsystemen unter Verwendung von CRISPR/CAS9 vermittelter Gen-editierung erfolgen. Die Ergebnisse des beantragten Projekts werden einen neuen Einblick in molekulare Mechanismen der Hirn-Metastasierung geben und potentiell zur Entwicklung neuer Therapie-Strategien beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich