Funktion von p73 im Stemness / Differenzierungs-gleichgewicht und intratumoraler zellulärer Heterogenität: Mechanistische Einblicke und antimetastatische Interventionsstrategien

Tumoren bestehen aus zellulären Subpopulationen verschiedener Differenzierungsstadien. Von besonderem Interesse bezüglich der Metastasierung ist eine Subpopulation dedifferenzierter pluripotenter Tumorzellen mit der Fähigkeit zur Selbsterneuerung und Differenzierung (Cancer Stem Cells, CSCs). Nach neuesten Daten bilden CSCs eine vielseitige Subpopulation, die zwischen undifferenzierten stem-like Tumorzellen und differenzierten Subpopulationen interkonvertieren können und in einem Tumor in dynamischem Gleichgewicht stehen. Diese zelluläre Plastizität wird durch epithelial-mesenchymale Transition (EMT) verursacht, die die Umwandlung von nicht-CSC zu CSC-Stadien hin zu aggressiv-metastatischen Stadien ermöglicht. Hieraus ergibt sich die vielversprechende Strategie, diejenigen Mechanismen anzugreifen, die das Gleichgewicht zwischen Stemness und Differenzierungsprozessen kontrollieren und die Heterogenität von Tumorzellen befeuern, um so die Progression und Metastasierung zu verhindern. Unsere Arbeiten belegen erstmals, dass DNp73 EMT-vermittelte Tumorstammzelleigenschaften und Aggressivität in einer Transkriptionsfaktor-basierten Weise induziert. Dennoch ist bisher nicht bekannt, ob DNp73-induzierte Stemness durch gleichzeitige Modulierung der Differenzierung bewerkstelligt wird, wie DNp73 das tumorumgebende Mikromilieu zugunsten der Metastasierung verändert und ob TAp73 dieser Richtungsweisung entgegenwirkt. Unsere vorläufigen Daten implizieren, dass DNp73-getriebene Stemness durch die Regulation der Neurodifferenzierung begleitet wird und unterstützen die kürzlich aufgedeckte aber weiterhin unverstandene Verquickung zwischen der Ausbreitung von Krebs mit Vorgängen bei der Entwicklung des Nervensystems insbesondere der Neoneurogenese. Im vorliegenden Projekt soll untersucht werden, wie DNp73 im Gegensatz zu TAp73 das intratumorale CSC/nonCSC-Gleichgewicht und das Tumormikroenvironment beeinflusst und die mit aggressivem Phänotyp assoziierten Koregulator-Zielgenachsen identifizieren. Diese potentiell metastasierungsrelevanten Faktoren werden in etablierten Mausmodellen funktionell charakterisiert und in Patientenproben validiert. Unterstützt durch einen systempharmakologischen Ansatz sollen klinisch zugelassene Pharmaka oder neue Inhibitoren gegen diese Komplexe entwickelt werden. Das Verständnis der molekularen Zusammenhänge von p73-vermittelter Stemness und Differenzierung wird zu wesentlichen Erkenntnissen über die maligne Konversion beitragen und vielversprechende antimetastatische Therapien hervorbringen.

Antragsteller

Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Brigitte Pützer
Universitätsmedizin Rostock
Institut für Experimentelle Gentherapie und Tumorforschung

Partner

Prof. Olaf Wolkenhauer
Universität Rostock
Department of Systems Biology and Bioinformatics

PD Dr. med. Friederike Egberts
University Hospital Schleswig-Holstein, Campus Kiel
Department of Dermatology

Prof. Leila Taher
Universität Erlangen-Nürnberg
Department of Biology

Prof. Borivoj Vojtesek
RECAMO and Masaryk Memorial Cancer Institute
Brno, Czech Republic

Diese Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert (DFG) PU 188/17-1.

Kontakt

Institut für Experimentelle Gentherapie und Tumorforschung
Core-Facility Virale Vektor & Genom-Editing Technologien
Biomedizinisches Forschungszentrum
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