Der Fettsäuremetabolismus immunsuppressiver myeloider Zellen in der Tumormikroumgebung als neues therapeutisches Ziel.

• Antragsteller: Dr. Rainer Glauben
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445460773

Die Tumormikroumgebung zeichnet sich durch ein einzigartiges metabolisches Milieu aus. In unseren vorherigen Studien konnten wir einen modulierenden Effekt von Ölsäure als ungesättigter Fettsäure auf die funktionelle Polarisation von myeloiden Zellen in einen monocytischen MDSC- sowie einen TAM-ähnlichen Phänotyp zeigen. Die Entwicklung dieses Phänotyps konnte direkt mit der Bildung von Lipidtröpfchen (lipid droplets, LD) in diesen Zellen und einer erhöhten Fettsäureoxidation im Vergleich zu Kontrollgruppen in Verbindung gebracht werden. Da DGAT ein Schlüsselenzym für die Bildung von LD ist, schließen wir, dass der Phänotyp von TAM und damit der Schutz des Tumors vor dem Immunsystem von der DGAT-Aktivität und folglich vom Lipidstoffwechsel dieser tumorinfiltrierenden myeloiden Zellen abhängt. Dieser Stoffwechselweg kann mittels bestimmter chemische Inhibitoren blockiert werden.Wir werden die Auswirkungen von Diglycerid-Acyltransferase-Inhibitoren (iDGAT) auf das Tumorwachstum und die Tumorinfiltration von myeloiden Zellen und T-Zellen definieren. Hierfür werden Inokulations-, chemisch induzierte, genetische sowie humanisierte Mauskrebsmodelle verwendet und mit zellspezifischen iDGAT (verpackt in Liposomenträgersystem) behandelt. Tumorentstehung und -wachstum werden bestimmt und das myeloide sowie das T-Zell-Kompartiment werden (unter anderem) mittels Massenzytometrie analysiert. Darüber hinaus werden die Auswirkungen eines kombinierten Ansatzes von iDGAT- und Checkpoint-Inhibitoren in Maus-Tumormodellen untersucht, bei denenr gleichzeitig auf die Suppression durch myeloiden Zellen sowie die Inaktivierung von T-Zellen angegriffen wird..Darüber hinaus werden wir LD-abhängige intrazelluläre Signalwege und die damit verbundenen metabolischen Mechanismen entschlüsseln, die den regulatorischen Phänotyp myeloider Zellen in der mit Fettsäuren angereicherten Tumormikroumgebung steuern. Daher werden wir CRISPR / Cas9-basierte DGAT1- und DGAT2-KO-Makrophagen generieren. Diese werden mithilfe modernster Ansätze wie Lipidomics, Proteomics und Transkriptomics umfassend analysiert, um den Phänotyp zu bestimmen, der durch den LD-abhängigen Fettsäuremetabolismus induziert wird.Schließlich werden wir diese Ergebnisse auf die Situation des Menschen übertragen und planen hierfür, den exakten Phänotyp von LD-enthaltenden TAM in menschlichen Tumorproben zu definieren und den Zusammenhang zwischen dem zellulären Phänotyp und der Pathogenese von Krebspatienten aufzuzeigen. Hierfür werden wir Darmkrebsproben auf das Vorhandensein von LD-enthaltenden Makrophagen im Hinblick auf ihren Phänotyp analysieren, basierend auf einer umfassenden Immunphänotypisierung mittels Immunhistochemie und bildgebender Massenzytometrie.Letztendlich wird die Entschlüsselung der Downstream-Effekte von DGAT1 und 2 auf funktioneller, aber auch auf molekularer Ebene Den Mechanismus der identifizierten Wirkung bestimmen und somit potenzielle neue Ziele in der Tumortherapie aufdecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Dr. Zhihai Qin, Ph.D.