Genomweite pan-hämatopoetische Transposon-Screens zur Entdeckung onkogener Netzwerke in der Maus

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Rad
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386625870

In den letzten Jahren wurden große Fortschritte beim Verständnis der genetischen Grundlagen der Krebsentstehung erzielt. Das systematisch Sequenzieren von Krebsgenomen, zum Beispiel, erzeugt Kataloge von somatischen Mutation für alle Krebsarten. Diese neuen Einblicke zeigen aber auch, dass wir immer noch weit davon entfernt sind, die volle Komplexität der molekularen Prozesse, die der Krebsentstehung zugrunde liegen, zu verstehen. So mangelt es zum Beispiel an Werkzeugen für die systematische Suche nach Genen oder Effektor-Signalwegen, die mutierten humanen Krebsgenen nachgeschaltet sind. Ebenso ist die Entdeckung von Krebsgenen, die nicht mutiert sind, sondern sich unter den tausenden von epigenetisch, transkriptionell oder post-transkriptionell dysregulierten Genen in einer Krebszelle befinden, eine große Herausforderung. Um diesen Problemen zu begegnen, haben wir PiggyBac Transposon Werkzeuge in Mäusen entwickelt und ihre Anwendung für in-vivo genetisches Screening gezeigt. Mit PiggyBac Mauslinien, die speziell für Screens im hämatopoietischen System entwickelt wurden, konnten wir in Pilotexperimenten verschiedene Arten von hämatologischen Tumore induzieren, die T-Zell-, B-Zell-, myeloide und undifferenzierte Neoplasien mit einschließen. Wir beantragen nun, diesen Ansatz auszudehnen, um systematische genomweite Screens nach Krebstreibern in verschiedenen Typen von hämatologischen malignen Erkrankungen durchzuführen. Unsere Pilot-Screens haben bereits neue Krebsgene für einige Entitäten enthüllt, unter anderem den Splicefaktor Mbnl1 in schlecht differenzierten Leukämien. Mbnl1 und einige wenige andere ausgewählte neue Krebsgene, die in diesem Projekt identifiziert werden, sollen mit Hilfe neuer, von uns entwickelter CRISPR/Cas9 Werkzeuge und Mausmodelle in-vitro und in-vivo funktionell validiert werden. Unsere initialen Experimente im Hoxb8-FL Progenitor-Zellsystem, in deren Rahmen wir Mbnl1 Targeting mittels RNAi und CRISPR/Cas9 durchführten, deuten auf eine Rolle von Mbnl1 bei der Kontrolle der Differenzierung im hämatopoetischen System hin, die wir weiter beleuchten wollen. Schließlich werden wir im murin-humanen Abgleich - basierend auf großen Leukämie- und Lymphom-Patientenkohorten - die klinische Relevanz neuer Krebsgen-Kandidaten analysieren. Diese genomweiten Screens werden Krebstreibergene identifizieren, die mit anderen Ansätzen zur Krebsgenom-Analyse nicht entdeckt werden können. Sie werden daher die auf Sequenzierung basierende systematische Erfassung humaner Krebsgene bei hämatologischen Neoplasien komplementieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen