Functional characterization of potentially oncogenic somatic mutations of cardiac sarcomas
Final Report Abstract
Kardiale Angiosarkome sind seltene Tumore, deren Pathogenese weitestgehend unverstanden ist. Wir konnten in der 1. Förderperiode durch tNGS zeigen, dass viele Mutationen wahrscheinlich zur Aktivierung von Rezeptor-Tyrosin-Kinasen und assoziierten Signalwegen, insbesondere des KDR/PLCG1 Signalweges, sowie zur Inaktivierung der Histon-modifizierenden KMT2D führen. Dabei wurde eine rekurrente, aktivierende Mutation in PLCG1 identifiziert und die Auswirkungen auf primäre Endothelzellen umfassend untersucht. Die Ergebnisse wurden hochrangig publiziert. In der 2. Förderperiode lag der Schwerpunkt auf Veränderungen in der Gen-Expression in Angiosarkomen. Da KMT2D als H3K4me1-Transferase die Zugänglichkeit genomischer DNA beeinflusst, war von Genom-weiten Veränderungen in der Gen-Expression durch KMT2D Inaktivierung auszugehen. Um zu verstehen, wie die KMT2D Inaktivierung zum Angiosarkom Phänotyp beiträgt, sollte die KMT2D Expression in primären humanen Endothelzellen stark herunterreguliert werden. Dies wurde durch stabile Transduktion mit verschiedenen shRNAs erreicht. Dabei ergaben sich als wichtigste neue Erkenntnisse, dass deutlich reduzierte KMT2D Aktivität in primären Endothelzellen • Genom-weite Veränderungen in der Zugänglichkeit des Chromatins vor allem in intergenischen Bereichen und weniger in Promotoren verursacht, • zu starken Veränderungen in der Gen-Expression führt, wobei Gene, die an der Angiogenese und der Regulation der vaskulären Entwicklung beteiligt sind stark reduziert ausgeprägt werden, und andererseits Gene die die Struktur und Organisation der extrazellulären Matrix beeinflussen stärker ausgeprägt werden, • eine Zunahme der FAK- und MAPK-Aktivierung, wahrscheinlich durch die Veränderungen in der extrazellulären Matrix, zur Folge hat, • trotz dieser Aktivierung die Proliferation der Endothelzellen reduziert ist, • zu Veränderungen in der Zellmorphologie, der Organisation des F-Aktins und dem Wachstumsmuster mit teilweisen Übereinander-Lagerungen von Zellen führt, und • nicht das Migrationsverhalten aber die Invasivität deutlich erhöht. Insgesamt zeigen diese Untersuchungen, dass die reduzierte KMT2D Aktivität zu vielen Malignom-typischen Eigenschaften wie Dedifferenzierung, Veränderungen im zellulären Signalling und erhöhter Invasivität beiträgt. Perspektivisch erscheint es interessant, in diesem epigenetischen Hintergrund die aktivierte PLCG1 Variante einzuführen, um die Auswirkungen der Kombination beider Mutationen, die in primären Angiosarkomen zusammen beobachtet wurden, zu untersuchen.
Publications
- (2014) - A recurrent activating PLCG1 mutation in cardiac angiosarcomas increases apoptosis resistance and invasiveness of endothelial cells. Cancer Res 74, 6173-83
Kunze, K., Spieker, T., Gamerdinger, U., Nau, K., Berger, J., Dreyer, T., Sindermann, J.R., Hoffmeier, A., Gattenlohner, S., and Brauninger, A.
(See online at https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-14-1162)
