Funktionelle Analyse von DROSHA und DGCR8 Mikroprozessormutationen als Ursache von Wilms-Tumoren

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Gessler
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283850712

In vielen Tumorarten wurden bisher Veränderungen der miRNA Muster beschrieben. Erst die kürzliche Identifizierung von wiederkehrenden Mutationen in Genen für die miRNA Prozessierung in Wilms-Tumoren hat jedoch die Fehlregulation der miRNA Biogenese als mögliche primäre Ursache der Tumorentstehung etabliert. Wilms-Tumoren sind sogenannte embryonale Tumoren, die sich von Nierenvorläuferzellen ableiten. Insbesondere in Tumoren von Blastem-Typ scheint die terminale Differenzierung dieser Vorläuferzellen zu scheitern und sie verbleiben in einem hoch proliferativen Zustand. Mittels Exom-Seqenzierung konnten wir in den prognostisch ungünstigen blastemreichen Tumoren Mutationen in den Mikroprozessor-Genen DROSHA und DGCR8 nachweisen. Die Mehrzahl der Mutationen scheint das katalytische Zentrum von DROSHA zu inaktivieren oder die RNA-Bindungsdomäne von DGCR8 zu verändern, was zu einem veränderten RNA-Metabolismus führt. Zusammen mit eher seltenen Mutationen von DICER1, DIS3L2 und LIN28B in teils erblichen Wilms-Tumoren spricht dies für eine entscheidende Rolle von miRNAs und ihrer Prozessierungsmaschinerie bei Zellschicksals-Entscheidungen und der malignen Transformation von Nierenvorläuferzellen - wenngleich die zugrundeliegenden Mechanismen derzeit noch unklar sind.Wir wollen zuerst die Konsequenzen dieser Mutationen für klinische Tumorcharakteristika untersuchen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wird auf in vitro Analysen der Effekte von DROSHA und DGCR8 Mutationen auf zelluläre RNA-Transkriptome und deren Funktionen in kultivierten Tumorzellen, aber auch in genetisch leichter manipulierbaren Maus ES-Zellen liegen. In solchen Zellen soll auch die funktionelle Bedeutung von dabei identifizieren Ziel-RNAs untersucht werden, um zu verstehen ob eher einzelne Gene oder globale Effekte auf miRNAs oder gar mRNAs/lncRNAs eine Rolle spielen. Um ein Modell der Mikroprozessor-abhängigen Entstehung von Wilms-Tumoren zu etablieren wollen wir Mauslinien mit induzierbaren mutanten DROSHA und DGCR8 cDNAs generieren, die uns funktionelle Analysen auch in vivo erlauben werden. Wir erwarten uns von diese Arbeiten neuartige Einblicke in die bislang unbekannten Mechanismen miRNA-induzierter Tumorigenese, die auch in einem breiteren Kontext relevant sein werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen