Molekulare Trigger für die Neuropathie und die nervale Invasion in genetisch induzierten Mausmodellen des Pankreaskarzinoms

• Antragsteller: Professor Dr. Ihsan Ekin Demir
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522706533

Die neurale Invasion (NI) ist ein unabhängiger prognostischer Faktor und einer der Hauptgründe für Lokalrezidive und therapierefraktäre Tumorschmerzen beim duktalen Adenokarzinom des Pankreas (PDAC), aber ihr Pathomechanismus ist kaum verstanden. In der ersten Förderperiode zielten wir darauf ab, die NI in innovativen Maus-Modellen von PDAC zu modellieren, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen. Wir haben die Phänotypen von über 250 Allelkombinationen bei Mäusen gescreent und neuartige menschenähnliche, neuroinvasive Mausmodelle des PDAC entdeckt. In Bulk- und Spatial-Transkriptomanalysen identifizierten wir eine Überexpression von Neuropeptid Y (Npy) in Tumorzellen. Wir konnten auch eine Assoziation zwischen dem inflammatorischen Subtyp der pankreatischen Sternzellen (die Il6 hochregulieren) und der NI zeigen. In genetischen Screens fanden wir eine neue Verbindung zwischen NI und den inaktivierenden Mutationen in den O-Gylkosylierung-assoziierten Genen Galnt2 und St3Gal6. Schließlich haben wir ein neuartiges "innerviertes Organoid"-Setup generiert, das die Tumor-Organoide mit Neuralleistenzellen kombiniert, um die Tumor-Innervation zu induzieren und zu simulieren. In diesem Projekt werden wir auf diesen Erkenntnissen aufbauen, um tiefer in die Grundlagen der NI einzutauchen. Im Arbeitspaket (Work package/WP) 1 werden wir die Mechanismen der Npy-vermittelten NI bei PDAC untersuchen. Wir werden die Tumorzellen aus unseren Npy-überexprimierenden (Tet On/Off) Mausmutanten isolieren und ihre biologischen Eigenschaften, ihr Phosphoproteom und ihre Wechselwirkungen mit Neuronen und Schwann-Zellen in unseren 3D-Kulturmodellen testen. Im WP2 werden wir untersuchen, wie IL6 aus Neuronen, sowie die pankreatischen Sternzellen von neuroinvasiven PDAC-Modellen die NI verstärken. Wir werden die NI in Mäusen mit konstitutiver Aktivierung des IL6-Signalweges (KPC;L-gp130) und in Ko-Kulturen von DRG-Neuronen und Tumorzellen aus diesem Modell analysieren. Wir werden murine Tumorzellen mit pankreatischen Sternzellen von Mäusen mit/ohne NI ko-implantieren und anschließend die NI analysieren. Im WP3 werden wir analysieren, wie die O-Glykosylierung mit der NI verbunden ist. Wir werden das "Glykom" von Galnt2- und St3Gal6-ausgeknockten PDAC-Zellen vergleichen, um die differentiell glykosylierten Proteine zu identifizieren, und die in vitro und in vivo Neuro-Invasivität von PDAC-Zellen analysieren, die für diese Proteine editiert wurden. Im abschließenden WP4 werden wir neuartige NI-Modelle in PDAC untersuchen. Hier werden wir murine PDAC-Organoide zusammen mit murinen Neuralleistenzellen orthotop implantieren und die Innervation und die NI analysieren. Zusammengenommen werden diese Untersuchungen einen neuen Einblick in die Pathomechanismen von der NI liefern und neue, potenziell translationale Zielmoleküle aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen