Z Gastroenterol 2014; 52 - KG153
DOI: 10.1055/s-0034-1386175

Identifikation von neuen Regulatoren des Wnt Signalwegs im kolorektalen Karzinom

J Betge 1, 2, G Erdmann 1, O Voloshanenko 1, K Demir 1, U Schwartz 1, MP Ebert 2, M Boutros 1
  • 1Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Abteilung Signalwege und Funktionelle Genomik, Heidelberg, Germany
  • 2II. Medizinische Klinik, Universitätsklinikum Mannheim, Medizinische Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany

Hintergrund: Durch aktuelle Sequenzierungsprojekte sind neue Alterationen im Darmkrebsgenom entdeckt worden, allerdings ist die Funktion vieler dieser Veränderungen bisher unbekannt. In einem kombinierten Ansatz aus funktioneller und struktureller Genomik wurden potenzielle neue Onkogene in Darmkrebszellen gesucht, die den Wnt Signalweg beeinflussen, eine Signalkaskade, die in der Pathogenese des kolorektalen Karzinoms eine überragende Rolle spielt und in über 90% der Fälle aktiviert ist.

Methodik: Ein genomweiter RNAi-Screen wurde zur Identifizierung neuer Wnt-Regulatoren im kolorektalen Karzinom mit einem TCF4/Wnt-Luciferase Reportergen in HCT116 Zellen durchgeführt. Die stärksten potentiellen Wnt-Regulatoren aus dem Screen wurden mit Daten zu Genamplifikationen und Genexpression in Darmkrebspatienten aus dem Cancer Genome Atlas Projekt (TCGA) abgeglichen. Interessante Kandidaten wurden mit molekularbiologischen und biochemischen Methoden validiert und charakterisiert.

Resultate: Unter 150 Kandidaten mit den stärksten Wnt-Phänotypen fanden sich einige Gene mit signifikant erhöhter Kopienzahl in mehr als 5% oder erhöhten mRNA Expressionslevels in mehr als 10% der kolorektalen Karzinome. Zwei Gene zeigten sowohl häufig eine erhöhte Kopienzahl, als auch erhöhte mRNA Expressionslevel. Validierungsexperimente für eins der gefundenen Kandidatengene konnten dessen Funktion als neuer Wnt-Regulator in Darmkrebszellen bestätigen. Außerdem wurden Interaktionen des Kandidatengens mit bekannten Komponenten des Wnt Signalwegs gezeigt, sowie ein Einfluss des Genprodukts auf die Proliferation von Darmkrebszelllinien gemessen. Diese Daten legen eine Relevanz der Genamplifikation des Kandidatengens für die Pathogenese von kolorektalen Karzinomen durch Beeinflussung des Wnt Signalwegs nahe.

Schlussfolgerungen: Durch die Kombination von funktionellen Daten aus Genomweiten in-vitro Pertubationsexperimenten und strukturellen genomischen Daten aus Deep-Sequencing Projekten mit menschlichen Tumoren lassen sich gezielt mögliche neue Onkogene mit spezifischer Funktion und potenziell hoher Relevanz in menschlichen Tumoren identifizieren, die mit molekularbiologischen und biochemischen Analysen weiter Charakterisiert werden können.