Identifizierung und Charakterisierung von Krebszyklus-Genmutationen in endokrinen und anderen Tumoren

• Antragstellerinnen: Dr. Barbara Klink; Susan Richter, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277178119

Mutationen in Genen des Krebszyklus sind für die Entstehung einer Reihe von Tumoren verantwortlich einschließlich gastrointestinaler Stromatumoren (GIST), Nierenzellkarzinomen (RCC), Gliomen, Phäochromozytomen und Paragangliomen (PPGL). Insbesondere Mutationen in der B-Untereinheit der Succinatdehydrogenase (SDHB) sind dafür bekannt, Tumore mit hohem Metastaserisiko zu verursachen. Dieses Projekt verbindet die Untersuchung von pathogenen Upstream-Veränderungen in Patientengeweben und von Downstream-Effekten in Zellmodellen. Es soll untersucht werden, ob Metabolite des Krebszyklus Patienten mit PPGL stratifizieren und als prognostische Biomarker fungieren können. Um eine mögliche Schwachstelle dieser Tumore in Bezug auf Behandlungsmaßnahmen zu identifizieren, werden die Auswirkungen der Inaktivierung von den Tumorsuppressoren, SDHB und SDHD, auf den Energiestoffwechsel und die zellulären Signalnetzwerke in zwei Zellmodellen erforscht. Des weiteren wird angestrebt, pathogene Anomalien in Genen des Krebszyklus in einer Reihe von verschiedenen Patiententumoren zu identifizieren. Diese Ziele werden wie folgt realisiert: Krebszyklus-Metabolitenprofile von PPGL und anderen Tumoren werden mit Hilfe unserer bereits etablierten LC-MS/MS Methode erstellt. Metabolitkonzentrationen in PPGL-Tumoren werden mit klinischen Daten und dem Patientenoutcome assoziiert. Ferner werden die Metabolitenprofile als Screening-Werkzeug für Mutationen in Krebszyklusgenen in PPGL, GIST, RCC und anderen Tumoren verwendet. Tumore mit anormalen Profilen werden mit Hilfe eines Next-Generation Panels oder durch Exom-Sequenzierung analysiert, um ursächliche Mutationen zu identifizieren. Zusätzlich wird eine Ratten-Phäochromozytom- und eine humane Neuroblastomzelllinie verwendet, um Knockout-SDHB und SDHD-Linien mit Hilfe der CRISPR/Cas 9-Technologie zu generieren. Diese Zelllinien werden auf Veränderungen im Zellwachstum, der Migration, DNA Methylierung, Genexpression und Metabolitenprofile untersucht. Basierend auf unserem LC-MS/MS-Assay soll außerdem eine neue Methode entwickelt werden, um Veränderungen in metabolischen Fluxraten zu erfassen. Potenzielle Biomarker, die metastatisches Potential oder die Abhängigkeit eines Tumors von Schlüsselfaktoren/ -signalwegen in Zellmodellen indizieren, werden in Patiententumoren validiert. Dieses Projekt wird Informationen über die Häufigkeit von Mutationen in Krebszyklusgenen in verschiedensten Tumorarten liefern und beabsichtigt, das Feld von personalisierter Krebsbehandlung zu erweitern, sowie die klinische Diagnostik durch Verlängerung der Liste bekannter pathogener Genmutationen zu verbessern. Durch die Identifizierung von Schlüsselsignal- und Schlüsselstoffwechselwegen in diesen Oncometabolit getriebenen Tumoren bietet sich die Möglichkeit der gezielten Intervention.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Graeme Eisenhofer, Ph.D.