Spatiotemporal regulation of metastatic breast cancer cell fate

Opis projektu

Zrozumienie dynamiki przerzutów raka piersi

Przerzuty to proces rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych z guza pierwotnego do odległych narządów, odpowiedzialny za większość zgonów związanych z rakiem. W przypadku raka piersi rokowanie jest często dobre przed rozsianiem komórek nowotworowych, ale przeżywalność gwałtownie spada po wystąpieniu przerzutów. Dlatego zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw przerzutów ma kluczowe znaczenie dla opracowania nowych terapii celowanych. Hipoteza robocza twórców projektu METspread finansowanego przez ERBN zakłada, że komórki przerzutowe lokalizujące się w różnych narządach wykazują zróżnicowanie molekularne i funkcjonalne oraz mogą przyczyniać się do dalszej progresji choroby poprzez mechanizm wtórnego wysiewania. Badacze zastosują zaawansowane modele in vivo i strategie znakowania nisz, aby mapować proces powstawania przerzutów w ujęciu przestrzenno-czasowym. Ich celem jest odkrycie interakcji specyficznych dla nisz i ujawnienie, w jaki sposób lokalne środowiska kształtują postęp choroby.

Cel

Breast cancer is the most common malignancy in women with globally over 600’000 deaths per year. While cancer diagnosis before metastasis is often associated with a favourable prognosis, due to surgical and new therapeutic approaches, once metastasis is initiated, the survival rates decline significantly. However, the understanding of this last and most detrimental phase of cancer remains at a low resolution, reflected by the lack of metastasis-targeted therapeutic options.
In fact, most of the studies have focused on the understanding of primary tumour states and their relationship to metastasis. Recently, it has emerged, however, that secondary seeding from metastatic deposits to new sites plays a role in cancer spread. We made an unexpected discovery that the cancer cells metastasised to different sites display dramatically distinct molecular and functional properties, thereby having diverse impacts on cancer progression. This highlights a previously underappreciated role of secondary seeding and emphasises the need to study metastasis at a higher resolution.
Indeed, metastasis is an evolutionary process that occurs across various organs and timescales, yet its spatiotemporal progression is a black box. To this end, we will use cutting-edge technologies such as evolving barcodes and niche-labelling systems and state-of-the-art in vivo models to identify 1) different spatiotemporally controlled metastatic behaviours, together with 2) the associated alterations in the metastatic niche and 3) specific niche-cancer crosstalk that guides the cancer expansion and metastatic properties.
This project will create a first spatiotemporal cellular model of metastasis, which will reveal how the metastatic behaviour at different sites is shaped during metastatic progression. Our research has a long-term ambition to design new therapeutic approaches informed by the metastatic profile and temporal biomarkers in patients.