Die Rolle von HDAC7 in intestinalen Epithelzellen und CED

Einleitung:

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) ist ein Überbegriff für chronisch wiederkehrende Entzündungen des Gastrointestinaltraktes, die mit einem erhöhten Risiko ein kolorektales Karzinom zu entwickeln einhergehen und für die es noch keine tatsächliche Heilungsmethode gibt. HDAC-Inhibitoren kamen als potenzielle Therapeutika für CED auf, als gezeigt werden konnte, dass sich im Mausmodell eine Behandlung positiv auf das Krankheitsbild auswirkt. Die gemachten Beobachtungen betrafen jedoch nur die Inhibierung der gesamten HDAC Proteinfamilie, während die präzise Rolle einzelner HDACs in verschiedenen Zelltypen immer noch größtenteils unbekannt ist.

Ziele:

Basierend auf ersten Genexpressionsdaten und einer in der Literatur bereits nachgewiesenen Implikation in Zellproliferation und Karzinogenese, soll in dieser Studie die Funktion von HDAC7 im Darmepithel charakterisiert werden.

Methodik:

Mittels der CRISPR/Cas9-Technologie wurden HDAC7-Knockoutmutanten der murinen kolorektalen Krebszelllinie CMT93 generiert. Diese Mutanten wurden hinsichtlich ihrer Migrations- und Proliferationseigenschaften untersucht und das Transkriptom wurde mithilfe von RNA-Sequenzierung analysiert. Durch subkutane Injektion in Mäuse wurden die tumorbildenden Eigenschaften der Mutanten mit dem Wildtyp verglichen. Aus Mäusen mit einem konditionalen HDAC7-Knockout im Darmepithel wurden intestinale Organoide isoliert und hinsichtlich ihres Wachstums untersucht.

Ergebnis:

Die RNA-Sequenzierung zeigte in Knockoutmutanten eine differenzielle Regulierung vieler Proteine, die für die Zellmigration und -adhäsion eine wichtige Rolle spielen. Dies wurde durch die Beobachtung eines eingeschränkten Migrations- und Proliferationsverhaltens der Mutanten bestätigt. Auch in ersten in vivo-Versuchen, schienen Zellen mit funktionsgestörtem HDAC7 langsamer Tumore zu bilden als der Wildtyp. Organoide mit einem Knockout im Hdac7-Gen zeigten Defizite im Proliferationsverhalten.

Schlussfolgerung:

Es konnte eine Rolle von HDAC7 in Zellmotilität in vitro und im Tumorwachstum in vivo gezeigt werden. Dies deutet auf eine wichtige Funktion von HDAC7 in der Tumorgenese aber auch im Wundheilungspotenzial von intestinalen Epithelzellen hin, zwei essenziellen Vorgängen in der Pathogenese von CED.