eIF3d als therapeutischer Ansatzpunkt zur Regulation onkogener MYC Level im kolorektalen Karzinom

• Antragsteller: Dr. Alberto Cebrian-Serrano; Professor Dr. Armin Wiegering
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554428301

Kolorektale Karzinome (KRK) sind die häufigsten Tumore des Gastrointestinaltrakts. Auf molekularer Ebene weisen nahezu alle KRK eine Hochregulation des Onkogens MYC auf und sind hiervon abhängig. Aufgrund seiner Struktur und Funktion ist MYC jedoch einer direkten Hemmung nur schwer zugänglich. Somit ist es von Interesse biologische Prozesse zu identifizieren, worüber die Expression / Funktion von MYC indirekt gehemmt werden kann. In der Literatur ist klar gezeigt, dass die Proteinbiosynthese (Translation) in Tumoren auf vielfältige Weise verändert ist und sich im Vergleich zur Translation im Normalgewebe deutlich unterscheidet. Hierzu zählt die Nutzung differenter Translationsinitiations- und Elongationsfaktoren sowie die Translation über 5‘-Cap- und eIF4F-unabhängige Strukturen wie Internal Ribosomal Entry Sites (IRES). Durch diese Unterschiede ergeben sich tumorspezifische Therapieansätze. In publizierten Vorarbeiten haben wir gezeigt, dass die MYC Proteinexpression im KRK auf Translationsebene reguliert ist, dass diese Regulation zumindest partiell unabhängig von bislang publizierten Wegen erfolgt und dass sich hieraus ein therapeutisches Fenster ergibt. Um Faktoren zu identifizieren, welche die MYC Translation im KRK regulieren, haben wir eine Massenspektrometrie von an die 5‘ UTR (untranslated region) der MYC mRNA gebundenen Proteine durchgeführt und hierbei 69 MYC 5’ UTR-bindende Proteine identifiziert. In einem nachfolgenden siRNA Screen wurden diese identifizierten Faktoren auf ihre Regulation der MYC Proteinexpres-sion hin untersucht. Als besten Hit haben wir hierbei eIF3d identifiziert. Der Knockdown von eIF3d führt zu einer signifikanten Abnahme der MYC Proteinmenge, einer Herunterregulation von MYC Zielgenen sowie zu einer Verringerung der globalen Translationsrate. Zudem reduziert die Depletion von eIF3d das Wachstum von APC-mutierten intestinalen Tumororganoiden, wohingegen das Wachstum von Organoiden aus Wildtyp-Mukosa unbeeinflusst ist. Zentrale Hypothese des beantragten Projektes ist, dass (i) im KRK die Proteintranslation von eIF3d abhängig ist wohingegen eIF3d in Normalgewebe nicht essenziell ist. (ii) ein Knockdown von eIF3d spezifisch die Translation von MYC und eventuell weiterer onkogener mRNAs im KRK trifft. (iii) somit eine Modulation von eIF3d einen therapeutischen Ansatz für KRK und kolorektale Lebermetastasen (colorectal liver metastases, CRLM) darstellt. Im Rahmen dieses Antrages werden folgende Punkte bearbeitet: (i) auf molekularer Ebene wird der zugrundeliegende Mechanismus der Regulation der MYC mRNA Translation durch eIF3d im KRK untersucht. (ii) auf zellulärer Ebene wird untersucht, wie eIF3d das Wachstum im KRK reguliert, ob es spezifische Zellpopulationen in normaler Mukosa und im KRK gibt, welche eIF3d abhängig sind und ob humane KRK-Organoide von eIF3d abhängig sind. (iii) auf Organismus Ebene wird der Effekt eines eIF3d Knockdowns in vivo auf den Gesamtorganismus sowie auf das Wachstum von CRLM untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen