Tracking Ewing sarcoma origin by developmental and trans-species genomics

Ein Haupthindernis für die Entwicklung von Arzneimitteln für pädiatrische Krebserkrankungen ist der Mangel an präklinischen Modellen, die menschliche Krankheiten rekapitulieren, aufgrund unvollständiger Kenntnis der Gewebeherkunft. Dies gilt insbesondere für das Ewing-Sarkom (EwS), das durch EWSR1/ETS-Gen-Rearrangements verursacht wird. Mesenchymale Stammzellen (MSC) wurden als Kandidatenzelltypen vorgeschlagen, jedoch konnte die gezielte Übertragung von EWS-FLI1 auf die mesenchymale Knochenzelllinie während der Embryogenese der Maus bisher nicht zu einer Tumorentstehung führen. Über die genauen Entwicklungswege der verschiedenen MSC-Zelltypen während der normalen und gestörten Differenzierung ist wenig bekannt. In diesem Projekt verfolgen wir drei Ansätze zur Entschlüsselung des Gewebe- und Differenzierungsursprungs für EwS: i) Basierend auf Einzelzell-Transkriptomanalysen werden wir den ersten zeit- und linienaufgelösten Einzelzell-Referenzatlas der menschlichen MSC-Entwicklung, naiv und entlang der induzierten Differenzierung, erstellen. Wir werden dann die Veränderung der normalen Differenzierungsverläufe nach Induktion der ektopischen EWS-FLI1-Expression aufzeigen, um den Zelltyp, das Differenzierungsstadium und die Chromatinarchitektur zu definieren, die der EwS am nächsten kommen, und die Entwicklung von EwS-Tumorzellen aus Einzelzell- und Bulk-Analysen von EwS-Tumorproben zurückverfolgen, indem wir sie mit dem MSC-Differenzierungs-Referenzatlas abgleichen. ii) Basierend auf der Beobachtung, dass das Krebs-Epigenom bei der Verwendung von Enhancern das Gedächtnis des Ursprungsgewebes bewahrt, werden wir nach Konvergenz in der artenübergreifenden Aktivität dieser Enhancer auf bestimmte Zelltypen und Entwicklungsstadien während der Entwicklung des Zebrafisches suchen. Unter Verwendung dieser Enhancer, um die fluoreszierende Reporteraktivität durch Cre-vermittelte Rekombination irreversibel einzuschalten, werden wir das Entwicklungsschicksal dieser Zellen bis ins Erwachsenenalter verfolgen. iii) Schließlich werden wir Experimente zur Abstammungsverfolgung von seltenen EwS-ähnlichen Tumoren, die sich im Zebrafisch entwickeln, mit mosaikförmiger EWS-FLI1-Expression durchführen, um Zelltypen zu identifizieren, die eine EWS-FLI1-vermittelte Transformation erlauben.