Hochdurchsatz

Neue Methode für Analyse von Krebsgenen

Ein neuer Ansatz erlaubt es, Mutationen an fast jeder beliebigen Position im Genom zu erzeugen und so eines oder mehrere Gene abzuschalten.

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MÜNCHEN. Ein internationales Forscherteam um Professor Roland Rad vom Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München (TUM) hat zusammen mit Kollegen vom Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton, südlich von Cambridgeeine neue Hochdurchsatz-Methode entwickelt, die es ermöglicht, gleichzeitig mehrere Gene in erwachsenen Mäusen zu mutieren.

Damit können die Wissenschaftler schnell und variabel in erwachsenen Tieren die Krebsentwicklung nachstellen und Wechselwirkungen zwischen Mutationen untersuchen, teilt die TUM mit.

Krebs ist eine Erkrankung der DNA, bei der sich Hunderte oder Tausende von Mutationen in einer Krebszelle entwickeln, heißt es in der Mitteilung. Dies mache es schwierig, entscheidende Mutationen von zufällig mitgeschleppten Mutationen, die als eine Art Nebenwirkung während der Krebsentwicklung entstehen, mittels DNA-Sequenzierung zu unterscheiden.

Neuer Ansatz entwickelt

Darüber hinaus können viele krebsauslösenden Gene nicht allein durch Sequenzierung identifiziert werden, weil sie zum Beispiel nicht mutiert, sondern auf andere Weise fehlreguliert sind. In ihrer Studie entwickelten die TUM-Forscher mit Kollegen vom Wellcome Trust Sanger Institute einen neuen Ansatz, der auf der CRISPR / Cas9-Methode beruht (PNAS 2015; online 23. September).

Sie fügten damit Mutationen in Leberzellen von erwachsenen Mäusen ein. Die CRISPR / Cas9-Methode erlaubt Wissenschaftlern, Mutationen an beinahe jeder beliebigen Position im Genom zu erzeugen und dadurch eines oder mehrere Gene abzuschalten. "Unser neuer Ansatz ermöglicht uns, gleichzeitig mehrere potentielle Krebsgene in einzelnen Zellen zu mutieren und so Kombinationen zu testen", wird Rad zitiert.

Die Methode ist schnell, sehr flexibel, effizient und skalierbar, sodass das Team viele Gene gleichzeitig untersuchen oder große Regionen des Genoms analysieren kann. Die Veränderung der Gene erfolgt direkt in erwachsenen Mäusen, was auch die Zucht von genetisch veränderten Mäusen überflüssig macht.

"Wir entschieden uns, die Mutationen mit der neuen Methode direkt in adulten Leberzellen einzubringen. Denn das bildet besser die natürliche Krebsentwicklung ab: Wie bei den meisten menschlichen Tumoren entstehen die Mutationen ja auch erst im erwachsenen Organismus und beschränken sich nur auf einige wenige Zellen", erklärt Julia Weber, die zusammen mit Dr. Rupert Öllinger Erstautorin der Publikation ist.

Beispiel Leberkrebs

Das Forscherteam erstellte zuerst, basierend auf Literaturrecherche, eine Liste von bis zu 18 Genen mit bekannter oder unbekannter Bedeutung für die Entstehung von Leberkrebs. Mit Hilfe von CRISPR/Cas9 brachten sie verschiedenste Kombinationen dieser Gene in Mäuse ein und schalteten so die Gene aus.

Die Tiere entwickelten dann innerhalb weniger Monate Leber- oder Gallengangskarzinome, so die TUM. Dieser Ansatz bestätigte, dass eine Gruppe von Proteinen namens ARID, die die Organisation der Chromosomen beeinflussen, wichtig für die Entwicklung von Leberkrebs sind.

Mutationen in einem zweiten Protein, TET2, wurden als ursächlich für den Gallengangkrebs identifiziert. Das steht im Gegensatz zu menschlichem Gallengangkrebs, wo TET2 nicht mutiert ist, sondern andere Proteine, die mit TET2 in Wechselwirkung treten.

Dies zeigt, dass mit der CRISPR/Cas9 Methode menschliche Krebsgene identifiziert werden können, die selbst nicht mutiert sind, deren Funktion aber durch andere Ereignisse gestört ist und potentiell therapeutisch angegangen werden können. (eb)

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