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Projekt
Knochen Osteotropismus: Einfluss von Einschluss und mechanischen Eigenschaften der Samen bei der Auswahl der Erde
Antragsteller
Dr. Aldo Leal-Egana
Fachliche Zuordnung
Biophysik
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491716269
Eine der komplexesten Fragen der Krebspathologie ist, warum Tumorzellen in der Metastasierung bestimmte Organe gegenüber anderen präferieren. Ein interessantes Beispiel wird im Falle von Brust- und Prostatakrebs beobachtet, welche Metastasen bevorzugt in Knochen anstatt in Organen bilden. Dieser Prozess wird Osteotropismus genannt.Dieses Projekt adressiert die genannte Frage aus einer interdisziplinären Perspektive, indem es eine Verbindung zieht, zwischen dem biomechanischen Stress, den eingeschlossene Zellen im Primärtumor erfahren und der Fähigkeit dieser Zellen, Knochengewebe zu befallen, kolonisieren und Sekundärtumore zu bilden. Zu diesem Zweck werden MCF7 und MDA-MB-231 Brustkrebszelllinien in künstliche Primärtumoren eingeschlossen und kultiviert. Die Elastizität des künstlichen Primärtumors beträgt dabei 5.0, 25 und 50 kPa (Young’s Moduli). Danach werden die Zelllinien mittels Single Cell Traction Force Microscopy und Zelladhäsion auf künstlichen, knochenähnlichen Gerüsten biophysikalisch charakterisiert. Die beiden Experimente werden dann erweitert, indem Zellen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Zellimmobilisierung charakterisiert werden, sodass eine mechanisch-zeitabhängige Karte der Krebsbiomechanik in vitro erstellt werden kann.Die biomechanischen Ergebnisse werden durch RNA-Sequenzierung unterstützt, um eine physikalisch-molekulare Korrelation zwischen mechanischem Stress und Expression der Marker in Knochenmetastasen nachzuweisen. Im letzten Schritt des Projekts werden die in vitro Experimente durch in vivo Studien validiert. Hier werden Experimente zur Zellinvasion und Bildung von Sekundärtumoren mit Zellen, die aus oben beschriebenen Millieus stammen, in Mäusen durchgeführt. In vitro und in vivo Ergebnisse der Brustkrebszelllinien werden mit den Ergebnissen der Glioblastomazelllinie U87-MG verglichen. Letztere hat eine geringe Affinität für die Bildung von Metastasen im Knochengewebe und dient deshalb als biologische Kontrolle.Nach unserer Kenntnis ist dieser Projektvorschlag der erste klare und systematische Versuch, um den Einfluss von mechanischen Eigenschaften des Samens in der Erde zu verstehen. Dafür wird relevantes Wissen über die Mechanik der Zellinvasion aufgedeckt, welches genutzt werden kann, um neue Behandlungen für bösartige Krankheiten zu entwickeln.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
