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Dynamics of Adaptation and Resistance in Cancer: MApping and conTrolling Transcriptional and Epigenetic Recurrence

Projektbeschreibung

Arzneimittelresistenz in Tumoren verstehen

Tumore entwickeln sich von heilbaren Krankheiten im frühen Stadium zu behandlungsresistenten Krebsarten, sodass Therapieresistenz in der Onkologie eine große Herausforderung darstellt. Vermutlich ist ein Großteil der Resistenz auf erbliche epigenetische Veränderungen in Krebszellen zurückführen, die oft als „dunkle Materie“ der Krebsevolution bezeichnet werden. Diese genetischen und epigenetischen Anpassungen können gleichzeitig innerhalb desselben Tumors auftreten. Durch einen Mangel an Wissen zu diesen Mechanismen können keine neuen Behandlungen entwickelt werden. Im ERC-finanzierten Projekt DARC MATTER wird die Arzneimittelresistenz bei Darmkrebs erforscht. Anhand von patientenabgeleiteten Organoidmodellen wird das Team untersuchen, wie diese Organoide sich bei Krebsbehandlung entwickeln. Mit fortschrittlichen Verfahren werden neue Resistenzmechanismen bestimmt und Vorhersagemodelle entwickelt, um letztendlich Strategien zur Wirkstoffkombination und Behandlungsergebnisse zu verbessern.

Ziel

Tumours evolve, transforming from early-stage curable disease into treatment-refractory, deadly cancer. Therapy resistance is arguably the biggest problem in oncology today, and much of it remains unexplained.

The central hypothesis of this proposal is that a large proportion of unexplained drug resistance is due to heritable epigenetic alterations, and non-heritable transcriptional plasticity in cancer cells. I refer to these mechanisms as the dark matter of cancer evolution. Genetic, epigenetic and transcriptional adaptation, together with changes in the tumour microenvironment, may happen at the same time in the same tumour. Lack of knowledge of these mechanisms hinders the development of new treatments strategies. Tackling drug resistance requires a unique combination of clinical cohorts, experimental models, evolutionary biology and computational methods.

I will map and quantify the mechanisms and evolutionary dynamics of genetic and non-genetic drug resistance at unprecedented scale. I will focus on colorectal cancer, the third most common cancer and second leading cause of cancer-related death worldwide. I will use patient-derived organoid models, matched to clinical cohorts followed longitudinally. I will measure organoid evolution under the pressure of cancer drugs, with and without the tumour microenvironment. I will track cell lineages with lentiviral barcoding and perform longitudinal single cell multi-omics, measuring genomes, epigenomes and transcriptomes of the same cell. I will interpret the results within a unique computational framework that brings together evolutionary theory with machine learning to measure, predict and control resistance.

This project will identify new mechanisms and dynamics of cancer drug resistance, deliver new predictive models, and find novel collateral drug sensitivities. This will allow designing rational drug combinations and schedules that will prevent or delay resistance, drastically improving patient outcome.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

FONDAZIONE HUMAN TECHNOPOLE
Netto-EU-Beitrag
€ 1 995 582,00
Adresse
VIALE LEVI MONTALCINI RITA 1
20157 Milano
Italien
Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 995 582,00

Begünstigte (1)