Charakterisierung des Einflusses von osteotropen Tumoren auf das osteozytäre Netzwerk und die durch Osteozyten-vermittelte Regulation des Knochenumsatzes

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Björn Busse; Professor Dr. Kay Raum; Professorin Dr. Martina Rauner
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401077668

Osteozyten sind die häufigsten Zellen im Knochen und durchspannen ihn gänzlich mit ihren langen Fortsätzen. Die Fortsätze dienen einerseits der Koordinierung der mechanischen Adaptation und andererseits der Versorgung, sowie der Regulierung Kalziumhomöostase durch Kommunikation mit Osteoblasten und Osteoklasten. Aktuelle Studien belegen, dass Tumorzellen die Zusammensetzung des Knochens verändern und dass die Knochensteifigkeit ein wichtiger Faktor in der Metastasierung ist. Wie osteotrope Tumore das Osteozyten-Lakunen-Netzwerk und damit die Kommunikation der Osteozyten zu Osteoklasten und Osteoklasten beeinflussen, ist aktuell noch unzureichend erforscht, könnte jedoch wichtige Erkenntnisse zur Verbesserung der Knochenstabilität bei Knochenmetastasen liefern. Die zentrale Hypothese dieses Projekts ist, dass das Osteozyten-Netzwerk sowie ihre Funktionalität durch Knochenmetastasen beeinflusst werden, und dass dies zu einem pathologischen Knochenumbau und damit zur Knochenfragilität führt. Um diese Hypothese zu überprüfen, werden wir (I) das Osteozyten-Netzwerk, die lokale Knochenstabilität sowie die Knochenultrastruktur mit 2D/3D-Bildgebung und Mikroanalysen während der Formation von Knochenmetastasen charakterisieren, (II) den Einfluss von funktionellen Osteozyten auf den metastatischen Prozess analysieren, (III) die bidirektionale Kommunikation zwischen Osteozyten und Tumorzellen sowie den Einfluss von mechanischen Stimuli auf Tumorwachstum untersuchen, und (IV) das Profil von Adhäsionsmolekülen auf naiven sowie Tumor-präkonditionierten Osteozyten und ihre Rolle in den Interaktionen mit Tumorzellen definieren. Schlüsselergebnisse werden mit Biopsien von Knochenmetastasen validiert. Dieses Projekt wird detaillierte Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und Osteozyten liefern und könnte neue molekulare Targets identifizieren, die diese Interaktionen modulieren und damit die Formation von Knochenmetastasen unterbinden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2084: µBONE: Kolonisierung und Interaktionen von Tumorzellen innerhalb des Knochenmilieus