Die Bedeutung der ATF2 Tumorheterogenität für das invasive Verhalten von kolorektalen Tumorzellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Regine Schneider-Stock
• Fachliche Zuordnung: Pathologie ; Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468812580

Das kolorektale Karzinom (KRK) ist weltweit einer der am häufigsten diagnostizierten Krebserkrankungen. Die Mehrzahl der Patienten verstirbt an Tumor-assoziierten Metastasen. Dabei ist eine Peritonealmetastasierung, die bei etwa 25% der metastasierten Patienten vorkommt, als prognostisch besonders ungünstigeinzustufen. Die molekularen Mechanismen einer Peritonealmetastasierung sind bis heute unbekannt. Tumorheterogenität wird als Hauptursache für Metastasierung undTherapieresistenz vermutet. Obwohl im Jahr 2015 erstmals molekulare Subtypen des KRK aufgrund ihrer unterschiedlichen Genexpressionsmuster beschrieben wurden, kann diese Studie das Problem der intratumoralen Heterogenität nicht lösen. Erst eineEinzelzell-Transkriptomanalyse wird die invasiven „Driver“-Zellen innerhalb von genetisch heterogenen Tumoren identifizieren können. Interessanterweise haben wir an einem großen Kollektiv KRK an der Tumorinvasionsfront eine auffällige Tumorheterogenität bezüglich der Expression des Transkriptionsfaktors ATF2 beobachtet, wasoffensichtlich Kausalanalysen zu seinen funktionellen Eigenschaften in Tumorzellen bisher maskiert hat. Wir konnten nachweisen, dass ATF2 im KRK als Tumorsuppressor fungiert und eine wichtige Rolle bei der Unterdrückung hoch-invasiven Verhaltens, insbesondere bei der peritonealen Metastasierung, zu spielen scheint. Mit HilfeCRISPR/Cas9 generierter ATF2 knockout (KO) Zelllinien gelang es bei Tumorzellen ohne ATF2 ein verändertes Invasionsmuster in Spheroiden, und in Maus- und in ovo Xenografts aufzuzeigen. Aus unseren Untersuchungen schlussfolgern wir eine wichtige Rolle vonATF2 bei der Inhibition des ersten Schritts der Metastasierungskaskade, der De-adhäsion vom Haupttumor. An der Invasionsfront ist ein ATF2 Verlust mit einer prominenten E-Cadherin Färbung assoziiert, was einen Hinweis auf den Phänotyp von Leader-Zellen sein könnte. Weiterhin konnten wir den Metastasenpromotor TACSTD2 als neues ATF2 Targetgen identifizieren. In unserem Projekt wollen wir die Rolle von ATF2 für das Invasionspotential kolorektaler Tumorzellen näher beleuchten. Dafür werden wir die Tumorheterogenität für ATF2 in modernen genetisch modifizierten 3D Tumormodellen simulieren, wie z.B. in humanen und Maus-Organoiden. Einen ATF2 Verlust wollen wir mittel stabiler Fluoreszenzmarkierungen und geeigneter Imaging-Methoden verfolgen. Wir verfügen über eine neue konditionale Atf2 KO Maus für mechanistische Untersuchungen zum Regulationsnetzwerk bei ATF2 Verlust. Einzelzell-RNA Analysen sollen neue therapeutische Targets aus dem ATF2-Signalweg enthüllen, die wir final in Küken-, Organoid- und Mausmodellen auf ihre anti-invasiven Effekte prüfen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Professor Dr. Radislav Sedlacek