Entschlüsselung der Telomerase-Abhängigkeit von Neuroblastomzellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Sandra Ackermann, Ph.D.; Professor Dr. Matthias Fischer
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Hämatologie, Onkologie ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429199278

Das Neuroblastom ist ein maligner solider Tumor des Kindesalters mit einem breiten Spektrum klinischer Verläufe: Spontane Regressionen oder ein Wachstumsarrest mit terminaler Differenzierung treten regelhaft bei Niedrigrisiko-Patienten auf, die eine exzellente Prognose aufweisen. Dagegen sind die Heilungschancen von Hochrisiko-Patienten gering, trotz intensivster multimodaler Behandlung. Wir konnten kürzlich zeigen, dass Hochrisiko-Neuroblastome durch das Vorhandensein von Telomer-Erhaltungsmechanismen definiert sind, die bei spontan regredienten Fällen fehlen (Peifer et al., Nature, 2015; Ackermann et al., Science 2018). Bei den meisten Hochrisiko-Tumoren erfolgt die Erhaltung der Telomere durch eine Induktion des Enzyms Telomerase, während der sog. Mechanismus des „Alterntative Lengthening of Telomeres“ seltener auftritt. Ferner beobachteten wir, dass Patienten mit Telomerase-positiven Tumoren die ungünstigste Prognose aufwiesen.Aufgrund dieser Ergebnisse postulieren wir, dass die Induktion von Telomer-Erhaltungsmechanismen, und insbesondere eine Telomerase-Aktivierung, ein Schlüsselereignis in der malignen Transformation des Neuroblastoms ist, und dass Telomerase daher ein vielversprechendes Ziel für personalisierte Therapien darstellen könnte. Im beantragten Projekt möchten wir diese Hypothesen durch Modulation der Telomerase-Aktivität in Neuroblastom-Zelllinien und primären Zellen überprüfen. Wir werden hierzu zwei komplementäre experimentelle Strategien verfolgen: Zum einen werden wir mittels CRISPR/Cas Technologie konditionale TERT knock-out Neuroblastom-Zelllinien generieren und charakterisieren. Dieser Ansatz ermöglicht uns die Beantwortung der Frage, ob das maligne Wachstum von Neuroblastomen mit TERT oder MYCN-Aberrationen essentiell von einer Telomerase-Aktivität abhängt. Zum anderen werden wir den Effekt einer ektopen TERT-Expression in primären Zellkulturen, die aus Niedrigrisiko-Neuroblastomen gewonnen wurden, untersuchen. Mit Hilfe dieses Experiments möchten wir klären, ob eine Telomerase-Aktivierung zur vollständigen malignen Transformation von Niedrigrisiko-Neuroblastomen führt. Wir werden in beiden Modellen umfänglich die Effekte in Bezug auf Proliferation, Viabilität, klonogenem Wachstum, Telomer-Längen, DNA Schäden, Apoptose, Zellzyklus, Morphologie und Wachstum in Nacktmäusen untersuchen. Wir werden außerdem Genexpressionsprofile erstellen, um Erkenntnisse zu TERT-abhängigen transkriptionellen Schaltkreisen zu gewinnen. Parallel werden wir beide Modelle nutzen, um die Effektivität und Spezifität von Telomerase-Inhibitoren zu prüfen. Mittels dieser Experimente möchten wir herausfinden, inwieweit die zytotoxischen Effekte gegenwärtig verfügbarer Telomerase-Inhibitoren von einer Telomerase-Aktivität abhängen. Insgesamt erwarten wir durch unsere Versuche profunde Erkenntnisse zur funktionellen Bedeutung der Telomerase in der Pathogenese des Neuroblastoms und zum potentiellen Nutzen Telomerase-gerichteter Behandlungsstrategien

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen