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Molekulare Analyse intestinaler Stammzellen im Kontext von vorzeitiger Alterung, chronischer Entzündung und kolorektaler Karzinogenese
Antragsteller
Privatdozent Dr. Sebastian Försch
Fachliche Zuordnung
Gastroenterologie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251130357
Darmkrebs (kolorektales Karzinom) ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen der Wohlstandsgesellschaften und mit einer hohen Morbidität und Mortalität verbunden. Vor allem ältere Menschen und Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen haben ein erhöhtes Risiko an einem kolorektalen Karzinom zu erkranken. Als zellulärer Ursprung der Tumorentstehung rückten zuletzt intestinale Stammzellen in den wissenschaftlichen Fokus, welche als Marker den so genannten leucine-rich-repeat-containing G-protein-coupled receptor 5 (Lgr5) exprimieren. Obgleich als Risikofaktoren bekannt, sind die Auswirkungen von Alterung und chronischer Entzündung auf diese intestinalen Stammzellen noch weitgehend unerforscht und sollen in dem vorliegenden Forschungsvorhaben untersucht werden. Dazu werden verschiedene Tiermodelle für vorzeitige Alterung und chronische Inflammation mit einem Lgr5-Tiermodell kombiniert. Als Alterungsmodell dienen Telomerase-defiziente Versuchstiere mit dysfunktionalen Telomeren. Als Entzündungsmodell dienen Versuchstiere nach chemisch-induzierter chronischer Kolitis (DSS-Kolitis). Aus den Versuchstieren der verschiedenen Modelle und jeweiliger Kontroll-Gruppen werden dann Lgr5-positive intestinale Stammzellen isoliert. Das weitere Versuchsvorhaben ist in drei Teile untergliedert: (I) Die isolierten Lgr5-positiven intestinalen Stammzellen werden zunächst mit Hilfe von Next-Generation-Sequencing Verfahren (NGS) auf genetische Unterschiede in Tumor-assoziierten Signalwegen hin analysiert. Dabei werden vorzeitig-gealterte, chronisch-entzündete und gesunde Stammzellen miteinander verglichen. Die NGS-Analyse dient zur Identifizierung von Kandidatengenen, welche einen positiven oder negativen Effekt auf Wachstum, Überleben und Proliferation der intestinalen Stammzellen haben. (II) In einem nächsten Schritt werden für diese Kandidatengene spezifische shRNAs erstellt und deren Einfluss auf das Wachstum Lgr5-positiver intestinaler Stammzellen in vitro untersucht. Genknockdowns, welche in vitro zu einem Wachstums- und Überlebensvorteil der intestinalen Stammzellen führen, werden dann dazu verwendet, genetisch modifizierte Darm-Organoide herzustellen. (III) Diese Darm-Organoide werden in einem letzten Versuchsabschnitt in gesunde Versuchstiere transplantiert, um den Einfluss von Alterung und chronischer Entzündung auf das Engraftment, die Differenzierung und eine mögliche kolorektale Karzinogenese in vivo zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Beteiligte Personen
Professor Dr. Markus F. Neurath; Professor Dr. Karl Lenhard Rudolph