Die Rolle von Tensin 3 bei der Plastizität der Zelladhäsion

• Antragsteller: Professor Dr. Guido Posern
• Subject Area: Zellbiologie
• Term: from 2018 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 411726325

Semi-stabile Veränderungen der Zell-Matrix-Adhäsivität - hier als Adhäsions-Plastizität bezeichnet - sind entscheidend für (patho-)physiologisches Zellverhalten. Diese Plastizität beinhaltet Umschaltprozesse beim Wanderungs- und Anheftungsverhalten von Krebszellen, zum Beispiel den Wechsel zwischen mesenchymaler und amöboider Migration bzw. zwischen niedriger und hoher Matrix-Adhäsion während der Kolonisierung. Um Einblicke in die zugrundeliegenden Mechanismen zu bekommen haben wir kürzlich eine Sublinie von humanen MDA-MB 468 Brustkrebszellen durch Selektion nicht-adhärenter Zellen generiert. Diese stabile isogene Sublinie ist Anoikis-resistent und ist nicht zur Kontraktion dreidimensionaler Kollagen-Matrizes fähig, was auf Defekte der Matrix-Kontakte und der Kraftübertragung hindeutet. In genomweiten Transkriptom-Analysen haben wir eine Depletion der Expression von Tensin3 (Tns3) in den adhäsionsdefizienten Zellen festgestellt, wogegen Tns1, Tns2, Vinculin und Talin unverändert sind. Wir konnten zeigen, dass der Verlust von Tns3 ursächlich für den Phänotyp ist.Im Rahmen dieses Antrages werden wir die Rolle von Tns3 für die Zelladhäsion, Migration und Tumorzellverhalten im Detail untersuchen. Tensine sind als Verbindungsmoleküle zwischen Integrinen und dem Actin-Zytoskelett bekannt. Daher werden wir Tns3 und verschiedene Deletionsmutanten in den adhäsionsdefizienten Zellen re-exprimieren, und Tns3-GFP sowie dominant-negative Konstrukte in den Parentalzellen überexprimieren. In den so erzeugten Zelllinien werden wir die Zelladhäsion, die Zellausspreitung, die Kollagen-Kontraktilität und die Migration bestimmen. Die bereits beobachtete Beeinflussung der Integrin α6-, β1- und β4-Mengen durch die Tns3-Expression soll mechanistisch und funktionell analysiert werden. Ferner wollen wir die Dynamik der fokalen Kontakte in Abhängigkeit der Tns3-Expression durch konfokale Lebendzellmikroskopie und Ko-Färbungen mit z.B. Vinculin und F-actin vergleichend ermitteln. Wir erwarten, dass Tns3 mittels spezifischer funktioneller Domänen für die Reifung der Adhäsionkomplexe und die Kraftübertragung notwendig ist, nicht aber für die Bildung initialer Zellausläufer.In einem 3D-Morphogenesemodell werden wir die Rolle von Tns3 bei der Acinibildung von MCF-10a Brustepithelzellen untersuchen. Dieses Zellkulturmodell zeigte in Vorarbeiten eine ausgeprägte Abhängigkeit von Zelladhäsionskomponenten, sodass wir eine gestörte Hohlraumbildung und defekte Polarisierung durch erhöhte Tns3-Expression erwarten. In Xenograft-Mausmodellen werden wir schließlich den Einfluss von Tns3 auf die Kolonisierung durch HCT-8 Karzinomzellen in vivo bestimmen. In diesem Modell ist die Tumorbildung essentiell auf koinjizierte MSC und die Integrin-ECM-Interaktion der Tumorzellen angewiesen. Wir erwarten, durch unsere Untersuchungen die besondere Rolle von Tns3 molekular zu verstehen und diese mit den Mechanismen der Zell-Matrix-Adhäsion, Migration und Tumorzell-Kolonisierung zu korrelieren.

• DFG Programme: Sachbeihilfen