Diagnostischer Nutzen und funktionelle Analyse von Exosomen unterschiedlicher Kopf-Hals-Tumor (HNC)-Stadien

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Jadwiga Jablonska-Koch; Privatdozentin Dr. Sonja Ludwig; Privatdozent Dr. Basant Kumar Thakur, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407063783

Eine späte Tumorerkennung in fortgeschrittenen Stadien machen Kopf-Hals-Tumore (HNC) zu einer der tödlichsten bösartigen Erkrankungen weltweit. Exosomen, die Nanopartikel der Größe von 30-120nm darstellen und dem Gehalt ihrer Elternzellen ähnlich sind, bergen ein großes Potenzial um die Krebsfrüherkennung zu verbessern. Da sie die gegen den Tumor gerichteten Immunantworten unterdrücken können, ist ihr Beitrag zur Krankheitsprogression und -metastasierung entscheidend jedoch im Detail noch weitgehend unklar.Diese Studie bezweckt Exosomen als Biomarker im HNC durch die Identifikation ihres Protein- und doppelstrangiger DNS (dsDNS)-Gehalts in Zellkultur, Maus- und Patientenplasma zu etablieren. Nach erfolgter Exosomenisolation aus o.g. Quellen mit Hilfe der etablierten Größenaustauschchromatographie werden wir eine grundlegende Exosomencharakterisierung bestehend aus Elektronenmikroskopie, BCA-basierender Proteinbestimmung, und Größen- und Konzentrationsbestimmung durch ZetaView durchführen. Um immunregulatorische Stoffwechselwege zu definieren, werden wir Proteomics, Western Blots und Next Generation Sequencing (NGS) für die dsDNA Charakterisierung nutzen. Weiterhin möchten wir die Funktion von Exosomen in den Neutrophil-abhängigen pro-metastatischen Stoffwechselwegen von Mäusen und Menschen untersuchen. Deshalb werden wir Exosomen von HNC Patienten mit manifester Erkrankung unterschiedlicher Stadien mit gesunden, menschlichen Neutrophilen koinkubieren, um den funktionellen Einfluss von Exosomen auf regulatorische Stoffwechselwege, das migratorische Potenzial und die Zytotoxizität gegenüber Tumorzellen zu identifizieren. Im Mausmodell werden Oropharynxkarzinomzellen und PKH-markierte Exosomen injiziert, um Metastasen in Tumor-tragenden Mäusen zu induzieren und den Einfluss von Exosomen in Tumorprogression, Rezidiv und Metastasierung zu klären. Insgesamt konnten die Eigenschaften von Exosomen als kleine Kopien ihrer Elternzellen und ihre Beteiligung an der Krankheitsmanifestation und –progression nicht nur die Krebsfrüherkennung als Art Flüssigbiopsien verbessern, sondern auch neue wirkungsvollere, gezielte Therapien ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen