Entschlüsselung der Tumorprogressions-abhängigen Veränderungen mitotischer Markierungen dreifach-negativer Brustkrebszellen
Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Während der Tumorprogression kommt es in Tumorzellen zu Veränderungen ihres Phänotyps, Genexpressionsmustern und der epigenetischen Landschaft. Diese Verändungen müssen während der Zellteilung erinnert werden und erfolgreich an die Tochtergeneration weitergegeben werden, um den veränderten Zelltyp beizubehalten. Da die Erhaltung der Zellidentität bei jeder Zellteilung herausgefordert wird, müssen die Mechanismen dahinter in Zelltyp-spezifisch genau kontrolliert werden. Die genauen Mechanismen, wie dies funktioniert, sind noch nicht entschlüsselt. Mit dem beantragten Projekt wollte ich untersuchen, welche Rolle Transkriptionsfaktoren (TF) bei der Setzung von mitotischen Lesezeichen in metastasierenden dreifach-negativen Brustkrebs (TNBC) haben und wie sie dies bewerkstelligen. Im ersten Teil des Projekts habe ich untersucht, wie sich die Chromatinzugänglichkeit in verschiedenen Tumorstadien an distalen cis-regulatorischen Elementen (CRE) während der frühen Zeitpunkte der Mitose verändert und ob es Unterschiede gibt. Ich konnte zeigen, dass sich das Chromatin am Beginn der Mitose kondensiert und dann wieder entspannt. Darauf basierend habe ich untersucht, ob ich Unterschiede in TF Fussabdrücken auf der DNA nachweisen kann, welche eine mögliche Funktion der zugehörigen TF erklären könnten. In Kombination mit der Analyse von neusynthetisierter RNA während der Mitose, konnte ich TF identifizieren, welche sowohl einen Fussabdruck zeigen, aktiv während der Mitose transkribiert werden, eine hohe Expression in Patienten mit TNBC aufzeigen und mit der Metastasierung in Verbindung gebracht werden. Im zweiten Teil der Studie habe ich die Rolle eines der identifizierten TFs, SOX9, genauer untersucht. I habe mithilfe von PROTAC-Technologie SOX9 kurz vor der Mitose in den Zellen entfernt und konnte damit die direkten Effekte davon auf die Chromatinzugänglichkeit untersuchen. Ich konnte zeigen, dass SOX9 für die Erhaltung von CREs wichtig ist, welche mit Ruhezustandsgenen assoziiert sind, einem Merkmal von Metastasen. Entfernung von SOX9 kurz vor der Mitose hat den Ruhezustand der Tochtergeneration verändert, was verdeutlichte, dass die Beeinflussung eines TFs vor der Mitose ausreicht, die Tochtergeneration zu verändern. Dies kann ein vielversprechender Ansatz für die Entwicklung neuer Therapien sein, welche die Erinnerungsweitergabe an Tochterzellen unterbinden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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An Epigenetic Perspective on Intra-Tumour Heterogeneity: Novel Insights and New Challenges from Multiple Fields. Cancers, 13(19), 4969.
Beyes, Sven; Bediaga, Naiara Garcia & Zippo, Alessio
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Effective targeting of breast cancer stem cells by combined inhibition of Sam68 and Rad51. Oncogene, 41(15), 2196-2209.
Turdo, Alice; Gaggianesi, Miriam; Di Franco, Simone; Veschi, Veronica; D.’Accardo, Caterina; Porcelli, Gaetana; Lo, Iacono Melania; Pillitteri, Irene; Verona, Francesco; Militello, Gabriella; Zippo, Alessio; Poli, Vittoria; Fagnocchi, Luca; Beyes, Sven; Stella, Stefania; Lattanzio, Rossano; Faldetta, Naida; Lentini, Vincenzo L.; Porcasi, Rossana ... & Todaro, Matilde
