Mechanismen und Regulatoren krebsassoziierter Fibroblasten

Weiterführender Forschungskontext: Von der Tumorentstehung über das Wachstum bis hin zur Metastasierung senden und empfangen Krebszellen chemische und physikalische Signale aus ihrer Mikroumgebung. Das Verständnis dieser Wechselwirkungen ist entscheidend für die Entwicklung neuartiger Krebstherapien. In unserer vorherigen Arbeit untersuchten wir die zelluläre Kommunikation zwischen residenten Pdgfra+-Fibroblasten und dem Darmepithel und identifizierten verschiedene Fibroblasten-Subpopulationen sowie deren wesentlichen Beitrag zur Gewebehomöostase. Ziele: Wir werden die frühen Schritte der Entstehung von krebsassoziierten Fibroblasten (CAFs) bei der intestinalen Tumorentstehung untersuchen. Wir werden die epithelialen extrinsischen Faktoren identifizieren, die die Aktivierung residenter Pdgfra+-Fibroblasten auslösen, die beteiligten molekularen und epigenetischen Mechanismen aufschlüsseln, die Zellpopulation identifizieren, aus der CAFs im Darm hervorgehen, und die funktionelle Makroreorganisation des Stromas, das das transformierte Epithel umgibt, kartieren. Methoden: Um zelluläre Faktoren zu identifizieren, die für die Fibroblastenaktivierung verantwortlich sind, untersuchen wir das Proteom des Sekretoms von Tumororganoiden und vergleichen die Ergebnisse mit der Rezeptorexpression in Pdgfra+-Zellen mittels Bulk-RNA-Sequenzierung. Mithilfe der Einzelzell-Multiomsequenzierung analysieren wir die transkriptomischen und epigenetischen Veränderungen in Pdgfra+-Zellen nach epithelialer Transformation. Aktivierungsrelevante Kandidaten-Transkriptionsfaktoren werden mittels CRISPR/Cas9-KO- und CUT&RUN-Experimenten in Pdgfra+-Zellen funktionell getestet. Abschließend nutzen wir hochauflösende Konfokalmikroskopie in Kombination mit RNA-In-situ-Hybridisierung, um die Veränderungen der Genexpression zu kontextualisieren und eine funktionelle Karte des Tumorstromas zu erstellen. Innovationsgrad: Durch einen multimodalen Ansatz, der Zell- und Molekularbiologie mit hochauflösender Bildgebung integriert, klären wir die frühen Schritte der Fibroblastenaktivierung als Reaktion auf die epitheliale Transformation auf und identifizieren die löslichen Faktoren, die an dieser spezifischen zellulären Interaktion beteiligt sind. Darüber hinaus werden wir den Ursprungszelltyp der CAFs und den Mechanismus der Fibroblastenaktivierung identifizieren. Diese Erkenntnisse werden neue therapeutische Zielstrukturen aufzeigen.

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