Humane Modelle der Merkelzellkarzinom-Onkogenese

• Antragsteller: Dr. David Schrama
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438826161

Das Merkelzellkarzinom (MCC) ist ein sehr aggressiver Hauttumor bei dem - aufgrund divergierender Ätiologie - zwei Subtypen unterschieden werden können. Während in etwa 80% der Fälle das MCC durch das Merkelzellpolyomavirus (MCPyV) hervorgerufen wird (virus-positiv; VP-MCC), entstehen virus-negativ (VN)-MCC durch UV-induzierte Mutationen und sind deswegen durch eine hohe Mutationslast charakterisiert. Aus welchen Zellen der Haut MCCs hervorgehen und ob die beiden Subtypen den gleichen Ursprung haben, ist bis heute umstritten. Als mögliche Kandidaten werden Merkelzellen, epidermale Stammzellen, Fibroblasten oder B-Zellen diskutiert. Im Rahmen der ersten Förderperiode haben wir kombinierte Tumore untersucht, die aus einem Plattenepithelkarzinom (SCC) und einem VN-MCC Anteil bestanden. Mittels genetischer Analysen konnten wir nachweisen, dass die MCCs sich durch Transdifferenzierung aus den SCCs entwickelt haben. Somit stellen diese MCCs epitheliale Tumoren dar, genauso wie zwei VP-MCCs, für die wir aufgrund genetischer Übereinstimmungen die Abstammung von Trichoblastomen nachweisen konnten. Da Trichoblastome sich aus KRT17+ Zellen des Haarfollikels ableiten und Merkelzell-Differenzierungspotential zeigen, ist unsere Hypothese, dass im Haarfollikel lokalisierte KRT17+ Merkelzellvorläuferzellen den Ursprung der VP-MCCs darstellen. Diese These eines Haarfollikelursprungs wird auch durch ein kürzlich publiziertes MCC-Mausmodell gestützt und könnte wegen der Lage dieser Zellen zudem die generell niedrige Mutationslast von VP-MCCs erklären. Der Ursprung des VN-MCC wären dagegen sonnenexponierte Vorläuferzellen der interfollikulären Epidermis bzw. nicht selten SCC-Zellen, da das VN-MCC in bis zu 25% der Fälle mit einem SCC assoziiert gefunden wird. Im beantragten Projekt soll die Transdifferenzierung vom SCC zum MCC durch geeignete genetische Manipulation in vitro nachvollzogen werden, wobei die benötigten Vektoren bereits in der ersten Förderperiode generiert wurden. Außerdem sollen in humanen Hautorganoiden die MCPyV Onkoproteine (small T und Large T antigen) zur Expression gebracht werden, um so ein komplexes humanes Merkelzellkarzinommodell zu generieren. In der ersten Förderperiode ist es gelungen, die Generierung von Haar-tragenden Hautorganoiden aus pluripotenten Stammzellen in Würzburg zu etablieren. Außerdem wurden verschiedene Vektorsysteme generiert und getestet, mit deren Hilfe die T-Antigene, einzeln oder in Kombination, konstitutiv, Dox-induzierbar oder Zelltyp-spezifisch (z.B. in KRT17+ Zellen) in den Hautorganoiden exprimiert werden können. Somit stehen alle Werkzeuge zur Verfügung, um die Frage des VP-MCC Ursprungs in einem komplexen humanen Modelsystem zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen