Analyse des Zusammenspiels von fehlregulierten Signalnetzwerken und aberranter YAP/TAZ-Aktivität in myxoiden Liposarkomen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Fröhling; Professor Dr. Wolfgang Hartmann
• Fachliche Zuordnung: Pathologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455323733

Analyse des Zusammenspiels von fehlregulierten Signalnetzwerken und aberranter YAP/TAZ-Aktivität in myxoiden LiposarkomenMyxoide Liposarkome (MLS) sind maligne mesenchymale Tumoren, die sich molekular mehrheitlich durch eine onkogene FUS-DDIT3-Genfusion auszeichnen. Das FUS-DDIT3-Protein fungiert als chimärer Transkriptionsfaktor, dessen pathogenetischer Mechanismus noch weitgehend unverstanden ist. In vorherigen Arbeiten konnten wir zeigen, dass YAP, der zentrale Effektor des Hippo-Signalwegs, für MLS-Zellen essentiell ist, dass FUS-DDIT3 die Expression und transkriptionelle Aktivität von YAP fördert und dass FUS-DDIT3 mit YAP auf Proteinebene interagiert. Darüber hinaus fanden wir in MLS eine rekurrente Aktivierung der PI3K/AKT-Signalkaskade durch Mutationen in PIK3CA, Verluste von PTEN oder eine FUS-DDIT3-abhängige transkriptionelle Induktion einer IGF-II/IGF-IR-abhängigen Signalschleife. Studien anderer Gruppen konnten Proteininteraktionen zwischen den Hippo-Effektoren YAP/TAZ und Komponenten des epigenetischen SWI/SNF-Komplexes belegen, welche die Formation von YAP/TAZ-TEAD-Komplexen modulieren; ferner wurde gezeigt, dass das FUS-DDIT3-Protein selbst mit SWI/SNF-Untereinheiten interagiert. Das funktionelle Zusammenspiel von FUS-DDIT3, aktivierten Kinasesignalen, der Hippo-YAP/TAZ-Kaskade und SWI/SNF wurde in MLS bislang nicht untersucht.Der erste Teil des Projekts analysiert eine große Kohorte von MLS-Patienten mittels Immunhistochemie sowie Genom-/Exom- und RNA-Sequenzierung, um charakteristische Aktivierungsmuster von YAP/TAZ-, PI3K/AKT- und MEK/ERK-Signalen zu identifizieren.Der zweite Teil widmet sich der Entschlüsselung regulatorischer Abhängigkeiten zwischen FUS-DDIT3, spezifischen Kinase-Signalkaskaden und Aktivierungsmustern von YAP/TAZ. Hierbei werden (i) zunächst Kinase-Signalwege analysiert, deren funktionelle Relevanz für MLS bereits belegt ist; ferner wird (ii) mittels CRISPR-Interferenz-Screening nach Effektoren gefahndet, die als Mediatoren zwischen Kinasen, Phosphatasen und dem Hippo-Signalweg agieren.Im dritten Teil werden mittels Co-Immunpräzipitation die Interaktionen zwischen FUS-DDIT3, YAP/TAZ, TEAD und SWI/SNF-Komponenten auf Proteinebene systematisch untersucht. Ziel ist es, Wechselwirkungen zu identifizieren, die YAP/TAZ-Signale in MLS modulieren.Unter Verwendung von Antibody-Guided Chromatin Tagmentation Sequencing und RNA- Analysen untersucht der vierte Teil das transkriptionelle Zusammenspiel von YAP/TAZ, FUS-DDIT3 und dem SWI/SNF-Komplex, indem nach genomischen Loci gefahndet wird, die in spezifischer bzw. überlappender Weise reguliert werden. Vor diesem Hintergrund wird durch Modulation der Expression von YAP/TAZ, FUS-DDIT3 und SWI/SNF-Komponenten das Muster funktioneller Chromatinmodifikationen und Genexpressionsprofile vergleichend analysiert.Die Ergebnisse dieses Projekts werden zum Verständnis der Biologie von MLS beitragen und Grundlagen für die Entwicklung molekularer Therapieansätze schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen