Expression des Gangliosids SSEA-4 als Marker für Klonogenität und invasive und metastatische Eigenschaften von Ewing-Sarkom-Zellen

• Antragstellerin: Dr. Sareetha Kailayangiri
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422762709

Das Ewing Sarkom (EwS) ist ein aggressiver Knochentumor mit starkem Metastasierungspotential, der durch den aberranten Transkriptionsfaktor EWSR1-FLI1, eine spezifische Translokation von Chromosom 22 und 11 [t(11,22)(q24;12)], charakterisiert wird. Unsere Arbeitsgruppe entwickelt zelluläre Immuntherapien, die darauf abzielen Oberflächenmerkmale von Tumorzellen über chimäre Antigenrezeptoren (CARs) zu targetieren. Auf der Suche nach neuen CAR Antigenen haben wir die Expression des Gangliosids “stadium-spezifisches-embryonales Antigen-4” (SSEA-4) untersucht. Wir fanden dabei eine Expression von SSEA-4 auf 14 von 17 EwS Zelllinien, unter ihnen auch aus Patientenproben etablierte Zelllinien. Immunhistologische Analysen zeigten eine SSEA-4 Expression in Tumor-Gewebeschnitten zum Zeitpunkt der Erstdiagnose (24%) und in metastasierten Rezidivproben (50%). Zudem zeigte sich, dass sich SSEA-4positive Subpopulationen durch eine höhere Klonogenität, eine höhere Proliferationsrate, eine verminderte Chemosensitivität sowie eine bessere Migrationsfähigkeit auszeichneten als SSEA-4negative Subpopulationen.Im Rahmen dieses Antrags werden wir die funktionelle Rolle und Relevanz des Gangliosids SSEA-4 für die invasiven und metastatischen Eigenschaften des Ewing Sarkoms untersuchen. Unter der Hypothese, dass die Oberflächenexpression von SSEA-4 einen funktionellen Zustand der Zellen markiert, der mit Selbsterneuerung und Invasion einhergeht, werden wir SSEA-4positive und SSEA-4negative Subpopulationen vergleichen und ihre in vivo Tumorigenität testen. Der Vergleich des Proteoms von SSEA-4positiven und SSEA-4negativen Zellen wird Aufschluss darüber geben, ob die Expression von SSEA-4 mit einer Signatur einhergeht, die für invasive, metastatische Eigenschaften spricht. Um zu untersuchen, ob die Expression von SSEA-4 ein Marker ist, oder ob sie für die malignen Eigenschaften der Zellen verantwortlich ist, werden wir das Enzym, das SSEA-4 synthetisiert, die ST3 Beta-Galactosid Alpha-2,3-Sialyltransferase 2 (ST3Gal2) über CRISPR/Cas9 Technologie ausknocken. Weiterhin werden wir untersuchen, ob es eine Korrelation zwischen der EWSR1-FLI1 Expression und SSEA-4 gibt, da vor kurzem gezeigt wurde, dass es eine Assoziation der Heterogenität der EWSR1-FLI1 Expression in Ewing Sarkomen mit einem sogenannten “metastatischen” Phänotyp gibt. Dieser ist charakterisiert durch eine komplexe funktionelle Signatur die mit Invasion und Metastasierung einhergeht. Schließlich werden wir die Relevanz von SSEA-4 für den metastatischen Prozess in vivo analysieren und die Hypothese testen, dass die Eliminierung von SSEA-4 zu einer Reduktion pulmonaler Metastasen führt. Das übergeordnete Ziel dieses Antrags ist die Entwicklung einer neuen targetierten Therapie für Ewing Sarkome, mit der wir die aggressive Subpopulation elimieren können, die für die Metastasenbildung verantwortlich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen