Projekttitel
Genome-wide synthetic lethal screens to identify tumour-cell specific therapeutic targets in Ewing sarcoma

Projektleitung
Dr. med. Jenny Potratz - Jenny.Potratz@ukmuenster.de
Dr. rer. nat. Marc Hotfilder - Marc.Hotfilder@ukmuenster.de
Prof. Dr. med. Uta Dirksen - Uta.Dirksen@ukmuenster.de

Ziele
Durch intensive Therapien kann für ca. 2/3 der Patienten mit Ewing-Sarkom ein Überleben erreicht werden; für Hochrisiko-Patienten mit Metastasen oder Rezidiv bleiben neuartige Therapieansätze dringend notwendig.
Die Biologie des Ewing-Sarkoms ist durch chromosomale Translokationen und daraus folgende Fusionsproteine gekennzeichnet, die das zentrale Onkogen der Erkrankung darstellen. Diese Onkogene wie EWS-FLI1 sind zwar prinzipiell tumorzellspezifische molekulare Zielstrukturen, da sie Tumorzellen von normalen Zellen grundsätzlich unterscheiden, doch sind sie bislang für therapeutische Ansätze nicht zugänglich. Die Ursprungszelle des Ewing-Sarkoms muss aber neben dem EWS-FLI1 Onkogen über weitere kooperierende Signalwege verfügen, die eine volle onkogene Wirkung erlauben. Ein Ausschalten dieser Signalwege könnte somit eine alternative Strategie für tumorzell-spezifische Therapien darstellen.
Ziel des Projektes ist es, solche Signalwege zu identifizieren, um durch ein verbessertes Verständnis der EWS-FLI1-vermittelten Tumorentstehung molekulare Targets für neue tumorzellspezifische Therapieansätze zu schaffen. Hierzu ist es methodisches Ziel, ein modernes funktionelles shRNA-Screeningverfahren für diese sowie zukünftige Fragestellungen zu etablieren.

Arbeitsplan
Zentrale Methodik ist ein sog. gepooltes shRNA-Screening. Short-hairpin RNA (shRNA) führt zur Degradierung ihrer sequenzkomplementären mRNA und schaltet so ein einzelnes Protein spezifisch aus. Wird in eine Zellpopulation ein Gemisch (Pool) von shRNAs so eingebracht, dass jede Zelle 1 shRNA stabil in ihr Genom integriert und jede shRNA 100fach repräsentiert ist, dann erlaubt die Häufigkeit jeder shRNA nach funktioneller Selektion der Zellpopulation einen Rückschluss auf einzelne Proteinfunktionen; hier vergleichend auf das Zellüberleben in An- und Abwesenheit des EWS-FLI1 Onkogens. Diese neuartige komplexe Screening-Methodik wird im Rahmen dieses Teilprojektes im Netzwerkverbund etabliert. Die Analyse der shRNA-Häufigkeiten erfolgt über die im Rahmen des TranSaRNet-Verbundes zur Verfügung stehende Next-Generation-Sequencing-Technologie. Ein Ewing-Sarkom-Zellmodell mit An- und Abwesenheit von EWS-FLI1 steht über internationale Kooperationen zur Verfügung. In Kooperation mit Verbundpartnern können weitere Zellmodelle und Fragestellungen untersucht werden. Die Auswertung der Datensätze erfolgt über das Plattformprojekt P3. Kandidaten-Targets werden individuell weiter evaluiert werden. Sie werden in Abstimmung mit den übrigen Teilprojekten ausgewählt und diese ergänzen.

Verwertung
Die Ergebnisse werden zur Entwicklung neuer Therapiestrategien in Ewing-Sarkomen beitragen. Mit dem Ziel einer mittelfristigen Umsetzung in klinische Studien werden insbesondere Kandidaten mit bereits vorhandenen therapeutischen Substanzen verfolgt. Das hier etablierte funktionelle Screeningverfahren wird als vielseitige Methodik allen Netzwerk- und Kooperationspartnern für Folgeprojekte zur Verfügung stehen. Wissenschaftliche Ergebnisse werden auf Kongressen und in Fachjournalen publiziert.