Molekulare Mechanismen der Meningeom-Invasivität: Funktion und therapeutische Beeinflussbarkeit kleiner GTPasen in Abhängigkeit von NF2/Merlin

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Mawrin
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Pathologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265549829

Unabhängig vom Malignitätsgrad besitzt das häufige invasive Wachstum von Meningeomen hinsichtlich Rezidivhäufigkeit und Gesamtprognose eine hohe klinische Relevanz. Wenig ist jedoch bislang über die Mechanismen dieser Invasivität bekannt. Die Kleinen GTPasen RhoA, RAC-1 und cdc42 spielen für die Motilität und Invasivität von Tumorzellen eine wichtige Rolle. Einige Hinweise messen diesen GTPasen eine potenzielle Bedeutung auch in Meningeomen zu, so etwa häufige aktivierende RAC-1-Mutationen (39% laut Literatur) und die Bindung von RAC-1 und cdc42 an die PI3-Kinase, ein zentrales Signaltransduktionsenzym, dass gerade in den besonders invasiven höhergradigen Meningeomen verstärkt aktiviert ist. Ein weiteres Indiz ist die erhöhte Expression und Aktivierung von RAC-1 und cdc42 in NF2-defizienten Schwannomzellen, denn ein Funktionsverlust des Tumorsupressors NF2/Merlin charakterisiert auch etwa 50% der Meningeome; ein meningealer NF2-Verlust führt in Mäusen zur Meningeomentstehung. Schließlich wurde kürzlich eine differentielle Expression von Elementen der Rho-GTPase-Signalwege in Abhängigkeit vom NF2-Status von Meningeomen publiziert. Ziel des Projektes ist es, durch genetische Manipulation von RhoA, RAC-1 und cdc42 die Rolle dieser GTPasen bei der Steuerung der Motilität und Hirninvasion von Meningeomzellen zu untersuchen und festzustellen, welche Einfluss der NF2-Status hierauf ausübt. Im Labor des Antragstellers etabliert sind Meningeom-Zelllinien -inklusive syngener Zelllinien mit und ohne NF2-Verlust- sowie intrakranielle Xenograft-Modelle der Maus und ein von unserem Kooperationspartner Michel Kalamarides (Paris) übernommenes genetisches Meningeommodell, welches auf lokalem NF2-knockout basiert. Zur Manipulation der GTPasen dient entweder ein shRNA-vermittelter stabiler knockdown (in vitro, Xenografts) oder ein Cre-Lox-vermittelter Knockout, wofür etablierte GTPase-gefloxte Mäuse mit unserem genetischen Tumormodell gekreuzt werden sollen. Zur näheren Evaluierung der Rolle von NF2 für die GTPase-Aktivierung (in vitro) werden die aktivierten Formen dieser Enzyme (GTP-gebunden) an stimulierten Meningeomzellen mit und ohne NF2-Verlust (syngene Zelllinien) quantifiziert. Diese Arbeiten lassen signifikante Fortschritte für das Feld der Meningeomforschung erhoffen, weil trotz der zunehmend erkannten Bedeutung der Zellmigration/Invasion deren Mechanismen unklar sind. Aufgrund des engen Zusammenhangs zwischen dem für Meningeome eminent wichtigen Protein Merlin, der Aktin-Dynamik und den genannten GTPasen verspricht das Projekt mit hoher Wahrscheinlichkeit relevante neue Erkenntnisse. Die gegebene pharmakologische Beeinflussbarkeit eines besonders wichtigen Rho-Effektors (ROCK) bildet die Brücke zur Therapierelevanz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen