Projektbeschreibung
Echtzeitstudie zur Chromosomeninstabilität bei Krebs
Vielen genomische Aberrationen wurzeln in Fehlern bei der Zellteilung, bei denen die DNA normalerweise gleichmäßig auf beide Tochterzellen aufgeteilt wird. Es bestehen Lücken im Verständnis hinsichtlich der genetischen Konsequenzen mitotischer Fehler bei der Tumorentstehung sowie genomischer Instabilität. Patienteneigene Tumororganoide und modernste Forschungstechniken, die eine direkte mikroskopische Beobachtung der Mitose und eine Einzelzell-Gesamtgenomsequenzierung kombinieren, bieten die Möglichkeit, diese grundlegenden Fragen zu untersuchen. Das EU-finanzierte Projekt OCIC untersucht als Modellsystem das Auftreten und die Aufrechterhaltung genomischer Instabilität unter Verwendung von Organoiden, die von Betroffenen mit Adenokarzinom des Ösophagus (EAC) stammen. Insbesondere die EAC-Genome zeigen genomische Katastrophen, welche die Tumorentstehung vorantreiben könnten. Letztendlich will die Studie die Technologie auf eine Gruppe menschlicher Tumororganoide anwenden, die aus verschiedenen Geweben stammen.
Ziel
Genomes from tumor cells are often grossly derailed in DNA content, with chromosomes gained, lost, fused or otherwise rearranged. Presumably, many of these aberrations stem from mistakes during cell division, during which the DNA is normally divided equally to both daughter cells. Cell division is often studied microscopically in 2D cell culture, while DNA sequences from cancer genomes are often re-constructed from tumor patient material. As a consequence, there is still a poor understanding regarding the direct genetic consequences of mitotic errors and as such, genomic instability. Patient-derived tumor organoids, in combination with cutting-edge technology that combines direct microscopic observation of mitotic events, with single-cell whole genome sequencing (scWGS), provide a unique opportunity to tackle these fundamental questions.
To understand the occurrence and maintenance of genomic instability, I will study organoids derived from esophageal adenocarcinoma (EAC) patients. While observed in many cancers, EAC genomes in particular show genomic catastrophes and are thought to drive tumorigenic transformation. Cells will be filmed in real-time to detect mitotic errors. Daughter cells from erroneous divisions will be photoconverted, allowing single cell tracking and isolation for prospective genetic analysis. scWGS will detect imbalances in chromosome number and/or structural rearrangements between the paired daughter cells. Genetic aberrations can be directly linked to the observed mitotic error and cell fate across multiple divisions to understand its role in tumorigenesis.
To couple molecular mechanisms to genetic footprints, fluorescent markers will be implemented to interrogate the type of DNA damage missegregated chromosomes receive, how this affects the subsequent cell cycles, and how this missegregated DNA is re-incorporated into the genome. Finally, I will test these findings across a panel of human tumor organoids derived from different tissues.
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
3584 CX Utrecht
Niederlande