The role of the BAF complexes in colon homeostasis and cancer
Die Schleimhaut an der Innenwand des Dickdarms ist ständigem Verschleiß ausgesetzt und muss sich durch Vermehrung ihrer Zellen regenerieren. Diese Vermehrung muss jedoch durch Genregulation genau gesteuert werden, denn wenn sie außer Kontrolle gerät, ist Dickdarmkrebs die Folge, in den Industrieländern eine der häufigsten Krebserkrankungen.
Für die Genregulation in den Dickdarmzellen sorgen u. a. die BAF-Komplexe, große Aggregate aus zahlreichen Protein-Untereinheiten. Es gibt drei Haupttypen dieser Komplexe, und bei Dickdarmkrebs findet man häufig Anomalien in Genen, die einzelne Untereinheiten der BAF-Komplexe codieren. Insbesondere der Verlust von zwei Untereinheiten namens ARID1A und ARID1B scheint dabei eine Rolle zu spielen. Bisherige Untersuchungen an Zellkulturen oder Versuchstieren liefern aber kein klares Bild von der Funktion der BAF-Komplexe für die normale Regulation der Zellteilung und die Entstehung von Dickdarmkrebs.
Dr. Schick-Nickolaus hat ein neuartiges Zellkultursystem mit sog. Organoiden entwickelt, das die histologische und genetische Situation im menschlichen Dickdarm mit seinen verschiedenen Zelltypen besser widerspiegelt als herkömmliche Zelllinien. Dieses System nutzt sie im Rahmen des Forschungsprojektes, um die Funktion der BAF-Komplexe in einem Umfeld, das dem menschlichen Dickdarm möglichst nahe kommt, genauer zu untersuchen. Im Einzelnen sollen mit pharmakologischen, gentechnischen, histologischen, molekular- und zellbiologischen Methoden folgende Fragen beantwortet werden:
- Wie wirken sich Veränderungen verschiedener BAF-Untereinheiten auf die normale Zellvermehrung und die Regenerationsfähigkeit aus? Welche Folgen stellen sich insbesondere ein, wenn man ARID1A oder ARID1B funktionsunfähig macht?
- Wie verändern sich die Genregulation und die genetische Stabilität bei Verlust von ARID1A oder ARID1B? Handelt es sich dabei um Veränderungen, die man auch bei Dickdarmkrebs beobachtet?
- Gibt es Arzneiwirkstoffe, die gezielt Zellen mit defekten ARID1A- oder ARID1B-Genen (d. h. Zellen mit potenziellen krebsartigen Veränderungen) abtöten und sich zur Therapie eignen?
Insgesamt möchte Dr. Schick-Nickolaus neue Aufschlüsse über die Regulation der Regeneration im Dickdarm sowie die Entstehungsmechanismen von Dickdarmkrebs gewinnen und neue Ansatzpunkte für eine medikamentöse Therapie identifizieren.