Etablierung und Charakterisierung eines genetisch induzierten Mausmodells des kolorektalen Karzinoms
Seiten
2017
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6627-7 (ISBN)
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6627-7 (ISBN)
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Das Kolorektale Karzinom (KRK) gehört zu den häufigsten Krebserkrankungen des Menschen. Die Mortalität in Deutschland liegt bei Männern und Frauen bei 26 000 und die 5-Jahres-Überlebensrate beträgt 60% und ist damit nach wie vor inakzeptabel hoch. Daher sind weitere Verbesserungen in der Diagnostik und der Therapie dieser Erkrankung dringend notwendig. Es existieren zwar bereits einige Tiermodelle zum KRK, jedoch basieren diese meist auf der Injektion von Zelllinien und die Ergebnisse dieser Modelle lassen sich nur bedingt auf den Menschen übertragen. Das hier etablierte genetisch induzierte Mausmodell (GEMM) zeichnet sich dadurch aus, dass es durch gewebsspezifische Genveränderungen die Tumoren direkt in der Maus entstehen lässt. Im hier beschriebenen Modell wurden Mutationen nicht nur im Apc-Gen und im Kras-Gen sondern erstmals auch im Tp53- Gen im Kolon der Maus induziert. Die Kombination dieser drei Mutationen kommt im humanen KRK häufig vor und ist maßgeblich an der Adenom-Karzinom-Sequenz beteiligt.
Zur gewebsspezifischen und zeitlich gesteuerten Aktivierung der Mutationen wurde das Cre/loxP-System verwendet; die konditionellen Mutationen in der Keimbahn wurden durch lokale Infektion des Kolons mit einem Cre-Adenovirus aktiviert. Verschiedene Mauslinien wurden gezielt verpaart, um die folgenden Genotypen zu erhalten: Apcfl/fl („Apc“), Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ („AK“), Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ / Tp53fl/fl („AKPfl“) und Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ / Tp53LSL-R172H/+ („AKPr“). Zur zusätzlichen Untersuchung der onkogenen Funktion von Punktmutationen im Tp53-Gen wurde nicht nur ein konditionelles Knockout-Allel (Tp53 fl/fl), sondern auch eine konditionelle Hotspot-Mutante von Tp53 (LSL-Tp53 R172H) untersucht. Nach der Infektion mit dem Adenovirus entwickelten 83% (n=207) der Tiere innerhalb weniger Wochen Tumoren im infizierten Darmsegment. Das Tumorwachstum wurde durch repetitive Koloskopien überwacht und die Tumoren wurden zu drei verschiedenden Zeitpunkten (56d,112d und 168d) bei jeweils acht Tieren von jedem der vier Genotypen (n=74) entnommen und histologisch untersucht. In einer weiteren Kohorte wurde das Überleben abhängig vom Genotyp der Tumoren bei 60 Tieren gemessen.
Wie erwartet entwickelten und entdifferenzierten sich die Tumoren der AK-Mäuse schneller als jene der Apc-Mäuse. Nach 8 Wochen zeigte ein Tier (n=1; 14%) der Apc-Mäuse das Wachstum eines mikroinvasiven Karzinoms, wobei bei den AK-Mäusen nach dieser Zeit bereits die doppelte Anzahl (n=3; 38%) an mikroinvasiven Karzinomen beobachtet wurde. Bei den AKPfl- und AKPr-Mäusen resultierte sowohl die Punktmutation in Tp53 als auch der vollständige Verlust von Tp53 in rasch wachsenden entdifferenzierten Tumoren. Nach 24 Wochen wurde bei fast allen (n=4; 80%) AKPf-Mäusen und bei dem Großteil (n=6; 86%) der AKPr-Mäuse die Entwicklung zu invasiven Karzinomen analysiert. Tiere mit einem vollständigen Tp53-Verlust zeigten insgesamt ein aggressiveres Tumorwachstum verglichen mit Mäusen mit einer Punktmutation in Tp53. Diese Beobachtungen ließen sich auch durch das histologische Grading bestätigen. Während bei den weniger komplexen Genotypen (Apc, AK) nicht-invasive Adenome und gut differenzierte Adenokarzinome auftraten (n=33; 87%), zeigten sich in den Tieren mit Tp53-Veränderungen mehrheitlich (n=26; 72%) schlecht bis entdifferenzierte Karzinome.
Fernmetastasen (n=5; 4%) traten nahezu ausschließlich bei den AKPr-Mäusen auf, was vermuten lässt, dass das verglichen mit den AKPfl-Mäusen langsamere Wachstum zusammen mit der gewonnenen onkogenen Eigenschaft die Metastasenbildung begünstigt. In der Überlebensanalyse zeigte sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen höhergradig komplexen Genotypen und dem Überleben der Tiere. Die kürzeste Überlebenszeit zeigten AKPfl-Mäuse, bei denen mehr als die Hälfte (n=8; 53%) an Lokalkomplikationen des schnellen Tumorwachstums verstarben.
Insgesamt konnte gezeigt werden, dass im hier vorgestellte Mausmodell murine kolorektale Karzinome entstehen, die sowohl genetisch als auch klinisch dem humanen Tumorwachstum nahezu identisch sind. Damit sind weitere Forschungsarbeiten möglich, um noch mehr über diese Tumorerkrankung zu erfahren um neue Therapieansätze zu entwickeln, die langfristig die Mortalität senken könnten.
Zur gewebsspezifischen und zeitlich gesteuerten Aktivierung der Mutationen wurde das Cre/loxP-System verwendet; die konditionellen Mutationen in der Keimbahn wurden durch lokale Infektion des Kolons mit einem Cre-Adenovirus aktiviert. Verschiedene Mauslinien wurden gezielt verpaart, um die folgenden Genotypen zu erhalten: Apcfl/fl („Apc“), Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ („AK“), Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ / Tp53fl/fl („AKPfl“) und Apcfl/fl / KrasLSL-G12D/+ / Tp53LSL-R172H/+ („AKPr“). Zur zusätzlichen Untersuchung der onkogenen Funktion von Punktmutationen im Tp53-Gen wurde nicht nur ein konditionelles Knockout-Allel (Tp53 fl/fl), sondern auch eine konditionelle Hotspot-Mutante von Tp53 (LSL-Tp53 R172H) untersucht. Nach der Infektion mit dem Adenovirus entwickelten 83% (n=207) der Tiere innerhalb weniger Wochen Tumoren im infizierten Darmsegment. Das Tumorwachstum wurde durch repetitive Koloskopien überwacht und die Tumoren wurden zu drei verschiedenden Zeitpunkten (56d,112d und 168d) bei jeweils acht Tieren von jedem der vier Genotypen (n=74) entnommen und histologisch untersucht. In einer weiteren Kohorte wurde das Überleben abhängig vom Genotyp der Tumoren bei 60 Tieren gemessen.
Wie erwartet entwickelten und entdifferenzierten sich die Tumoren der AK-Mäuse schneller als jene der Apc-Mäuse. Nach 8 Wochen zeigte ein Tier (n=1; 14%) der Apc-Mäuse das Wachstum eines mikroinvasiven Karzinoms, wobei bei den AK-Mäusen nach dieser Zeit bereits die doppelte Anzahl (n=3; 38%) an mikroinvasiven Karzinomen beobachtet wurde. Bei den AKPfl- und AKPr-Mäusen resultierte sowohl die Punktmutation in Tp53 als auch der vollständige Verlust von Tp53 in rasch wachsenden entdifferenzierten Tumoren. Nach 24 Wochen wurde bei fast allen (n=4; 80%) AKPf-Mäusen und bei dem Großteil (n=6; 86%) der AKPr-Mäuse die Entwicklung zu invasiven Karzinomen analysiert. Tiere mit einem vollständigen Tp53-Verlust zeigten insgesamt ein aggressiveres Tumorwachstum verglichen mit Mäusen mit einer Punktmutation in Tp53. Diese Beobachtungen ließen sich auch durch das histologische Grading bestätigen. Während bei den weniger komplexen Genotypen (Apc, AK) nicht-invasive Adenome und gut differenzierte Adenokarzinome auftraten (n=33; 87%), zeigten sich in den Tieren mit Tp53-Veränderungen mehrheitlich (n=26; 72%) schlecht bis entdifferenzierte Karzinome.
Fernmetastasen (n=5; 4%) traten nahezu ausschließlich bei den AKPr-Mäusen auf, was vermuten lässt, dass das verglichen mit den AKPfl-Mäusen langsamere Wachstum zusammen mit der gewonnenen onkogenen Eigenschaft die Metastasenbildung begünstigt. In der Überlebensanalyse zeigte sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen höhergradig komplexen Genotypen und dem Überleben der Tiere. Die kürzeste Überlebenszeit zeigten AKPfl-Mäuse, bei denen mehr als die Hälfte (n=8; 53%) an Lokalkomplikationen des schnellen Tumorwachstums verstarben.
Insgesamt konnte gezeigt werden, dass im hier vorgestellte Mausmodell murine kolorektale Karzinome entstehen, die sowohl genetisch als auch klinisch dem humanen Tumorwachstum nahezu identisch sind. Damit sind weitere Forschungsarbeiten möglich, um noch mehr über diese Tumorerkrankung zu erfahren um neue Therapieansätze zu entwickeln, die langfristig die Mortalität senken könnten.
| Erscheinungsdatum | 28.11.2017 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Edition Scientifique |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 146 x 210 mm |
| Gewicht | 120 g |
| Themenwelt | Veterinärmedizin |
| Schlagworte | Doktorarbeit • Uni • Wissenschaft |
| ISBN-10 | 3-8359-6627-8 / 3835966278 |
| ISBN-13 | 978-3-8359-6627-7 / 9783835966277 |
| Zustand | Neuware |
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