Funktionelle Annotation des TP53-Mutoms durch umfassende CRISPR/Cas9-vermittelte Mutagenese

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Stiewe
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436293259

Mutationen im p53-kodierenden Gen TP53 sind die häufigsten genetischen Veränderungen in Tumorzellen und korrelieren mit einer schlechten Überlebensprognose. Trotz der hohen Mutationshäufigkeit und den prognostischen Implikationen, hat der TP53-Mutationsstatus nur wenig Bedeutung für klinische Entscheidungsprozesse. Ein Grund dafür ist sicherlich das breite Mutationsspektrum, das die klinischen Konsequenzen von individuellen TP53-Mutationen schlecht vorhersehbar macht. Das meiste, was wir heute über die Rolle von TP53-Mutationen in der Tumorigenese und Tumortherapie wissen, stammt aus Studien zu den häufigsten hot-spot Mutationen. Dieses sind missense-Mutationen, die die physiologische Funktion als tumorsuppressiver Transkriptionsfaktor zerstören, Wildtyp-p53 dominant-negativ inhibieren und zuweilen das mutierte Protein mit neuen onkogenen Eigenschaften versehen. Zusammen fördern diese Aktivitäten die Fitness von Tumorzellen und verstärken Therapieresistenzen. Allerdings sind 70% aller TP53-Mutationen keine hot-spot Mutationen und ihre funktionellen Eigenschaften sind weitgehend unbekannt.Um die Funktion individueller TP53-Mutationen umfassend und systematisch zu charakterisieren, haben wir eine gerichtete Mutagenese des endogenen TP53-Genlokus von humanen Tumorzellen mittels CRISPR/Cas9-vermittelter Genomeditierung etabliert. Wir zeigen Vordaten aus einer ersten Mutagenese-Studie der p53-Aminosäuren 175 bis 185, die 11,7% aller bei Tumorpatienten beobachteten TP53 missense-Mutationen umfasst. Diese Studie zeigte quantitative wie individuelle TP53-Mutationen die Fitness von Tumorzellen unter Behandlung mit Mdm2-Inhibitoren, den klinisch am weitesten fortgeschrittenen p53-gerichteten Wirkstoffen, beeinflussen.Wir beantragen nun eine Ausweitung dieses umfassenden und systematischen Screens auf >10.000 TP53-Mutationen in den Exonen 5-8, in denen ca. 95% aller TP53 missense-Mutationen auftreten. Wir werden untersuchen, wie individuelle TP53-Mutationen die Fitness von Tumorzellen und p53-regulierte Zellschicksalsentscheidungen auf Tumortherapien beeinflussen, wobei sowohl Chemo- und Radiotherapie, als auch neue gerichtete Therapiestrategien für wild-typisches und mutiertes p53 in verschiedenen Stadien der (prä)klinischen Entwicklung berücksichtigt werden. Die Daten werden in einem kolorektalen Tumormodell erhoben und mit einem nicht-kleinzelligen Lungentumormodell verglichen. Zusammen soll diese Studie eine umfangreiche Datenbank zur Funktion individueller TP53-Mutationen in humanen Tumorzellen liefern. Von dieser erwarten wir, dass sie den TP53-Mutationsstatus für klinische Entscheidungsprozesse besser nutzbar macht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen