3D-Genomumstrukturierung während induzierter Seneszenz bei Pankreaskarzinom: Erkenntnisse aus der Analyse einzelner Chromatin-Fasern

• Antragsteller: Professor Dr. Argyris Papantonis
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563840778

Unkontrollierte Proliferation in Verbindung mit Mechanismen zur Umgehung der natürlichen Seneszenz und des programmierten Zelltods sind entscheidende Merkmale für das Gedeihen von Krebs. Unsere früheren Arbeiten haben gezeigt, dass die frühe Festlegung auf das Schicksal der Seneszenz durch den Abbau des HMGB2-Proteins aus menschlichen Zellkernen gesteuert wird. Dies löst eine dramatische Umstrukturierung der Genomarchitektur aus, die zum Replikationsstopp beiträgt. HMGB-Proteine werden in alternden Geweben abgebaut, sind aber gleichzeitig in vielen Krebsarten deutlich überexprimiert, darunter auch in einem der tödlichsten: dem Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse. Wir haben jetzt Hinweise darauf, dass die Überexpression von HMGB2 durch den Transkriptionsfaktor SOX4 gesteuert wird, dessen Manipulation zu einer unterschiedlichen Reaktion von Bauchspeicheldrüsenkrebszellen auf die Therapie führt. Auf der Grundlage dieser neuen Erkenntnisse schlagen wir vor zu untersuchen, wie sich solche Therapiereaktionen in Organoiden des Pankreas-Adenokarzinoms (PDAC) und in "SOX4-degron"-Zelllinien über Veränderungen des Epigenoms und der 3D-Genomarchitektur der Zellen entfalten. Um dies zu erreichen, werden wir eine bestehende Sammlung von Organoiden von PDAC-Patienten mit vollständigen genetischen und klinischen Annotationen des Papantonis-Teams nutzen. Wir werden zunächst die transkriptionellen und epigenomischen Veränderungen charakterisieren, die durch das Vorhandensein oder Fehlen einer aktiven SOX4-HMGB2-Achse, die die Seneszenz moduliert, ausgelöst werden. Zweitens werden wir diese transkriptionellen und epigenomischen Reaktionen nach einer Behandlung mit ausgewählten, von der FDA zugelassenen Medikamenten, die bereits in unserem jüngsten Screening unterschiedliche Wirkungen zeigten, erneut untersuchen. Drittens werden wir auf der Grundlage dieser Daten eine Reihe von genomischen Loci definieren, die 5-10 % des Genoms umfassen, um weitere multimodale Analysen auf der Ebene einzelner Chromatinfasern in Zellen mit hohen oder unterdrückten SOX4-Spiegeln durchzuführen, mit dem Ziel, eine Datenbank mit strukturellen genomischen Biomarkern von potenziellem diagnostischem Wert zu erstellen. Zu diesem Zweck werden wir eine neuartige Methode anwenden, die vom Gdula-Team entwickelt wurde und auf Long-Read-Sequenzierung basiert. Sie ermöglicht den gleichzeitigen Nachweis von Mutationen, DANN-Methylierung, strukturellen Variationen und 3D-Chromatin-Interaktionen an ein und derselben Chromatinfaser. Insgesamt wird unser Projekt Aufschluss darüber geben, wie PDAC das inhärente Programm der zellulären Seneszenz umgeht oder sogar umkehrt, um das Fortschreiten dieser schädlichen Malignität zu fördern, und eine Reihe von Biomarkern mit klinischem Potenzial liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Dr. Michal Gdula