Hippo-signaleringsroute bij leverkanker of leverregeneratie

VOORSTEL VOOR EEN PROEFSCHRIFT Naam en achternaam van de aanvrager: Mohammad Sarfi Voorgestelde faculteit KU Leuven: Faculteit Geneeskunde, Afdeling Oncologie Voorgestelde promotor(en): Prof. Georg Halder Voorgestelde titel van het proefschrift: Action of Hippo pathway-remmers op leverkanker bij muizen Voorgestelde schets van het proefschrift: Een belangrijk obstakel bij de behandeling van leverkanker is hun enorme inter- en intratumorale heterogeniteit, die een spectrum vormt van puur hepatocellulair carcinoom (HCC) over gemengde en intermediaire tumoren tot puur cholangiocarcinoom (CCA), een kanker met cholangiocyte (galkanaal) kenmerken1. Helaas kunnen HCC's tijdens progressie en behandeling hun cholangiocytische karakter aanpassen en versterken, waardoor ze agressiever en therapieresistenter worden. Onze voorlopige gegevens en gepubliceerde rapporten geven aan dat deze aanpassing wordt aangedreven door epigenetische herprogrammering. Het is echter niet bekend hoe HCC-cellen cellulaire plasticiteit verwerven en verschuiven naar cholangiocytische fenotypes. In ons project gebruiken we muismodellen om moleculaire routes te karakteriseren die de plasticiteit en transdifferentiatie van kankercellen aansturen, en testen we remmers van de Hippo-route en andere belangrijke modulatoren om het lot van kankercellen om te buigen naar een minder agressief celtype. Deze experimenten zullen leiden tot nieuwe benaderingen om de evolutie van leverkankercellen in agressievere vormen te voorkomen en om hun eliminatie op gang te brengen. Voorlopige bibliografie van de meest relevante bronnen: Johnson R en Halder G (2014). De twee gezichten van Hippo: gericht op de Hippo-route voor regeneratieve geneeskunde en kankerbehandeling. Nat.Rev.Drug.Dev. jan; 13(1):63-79. Voorlopige beschrijving van de doelstelling(en) van het proefschrift (onderzoeksplan), de methodologie, timing en eventueel eerder uitgevoerd onderzoek met betrekking tot dit voorstel: Leverkanker is een verwoestende ziekte met een slechte prognose en de weinige beschikbare therapieën bieden slechts een minimaal voordeel. Primaire leverkankers worden traditioneel ingedeeld in hepatocellulair carcinoom (HCC) en het minder vaak voorkomende maar agressievere cholangiocarcinoom (CCA), een kanker met kenmerken van cholangiocyten (ook bekend als biliaire epitheelcellen). Een belangrijk obstakel bij de behandeling van primaire leverkanker is hun enorme heterogeniteit, die een spectrum vormt van pure HCC over gemengde en intermediaire tumoren tot pure CCA: hoe meer cholangiocytische kenmerken ze hebben, hoe agressiever ze zijn. Belangrijk is dat primaire leverkankers zich tijdens tumorprogressie en als reactie op behandeling kunnen aanpassen en resistent worden tegen behandeling en vaak hun cholangiocytische karakter versterken, waardoor de prognose verslechtert. Op basis van onze voorlopige gegevens en gepubliceerde rapporten veronderstellen we dat de aanpassing van HCC wordt aangedreven door een epigenetisch mechanisme dat kankercellen herprogrammeert naar cholangiocytische fenotypes. Hoe HCC-cellen cellulaire plasticiteit verwerven en hoe ze het fenotype verschuiven, is echter niet bekend. We weten ook niet of remming van deze routes kankerfenotypes kan doen terugkeren naar minder agressieve toestanden. Het begrijpen van deze mechanismen is belangrijk omdat dit nieuwe benaderingen zal sturen om de evolutie van leverkanker in agressievere vormen te onderdrukken en te elimineren. Ons doel is om mechanismen te identificeren die de herprogrammering van leverkankercellen in agressievere vormen stimuleren en om manieren te vinden om hun transformatie terug te draaien en hun eliminatie te activeren. Voorlopige gegevens van ons en anderen identificeerden de Hippo-pathway-effectoren Yap en Taz als voornaamste kandidaten om cellulaire plasticiteit bij leverkanker te stimuleren: Overexpressie van YAP is voldoende om de transdifferentiatie van hepatocyten in cholangiocyten (waar het normaal tot expressie wordt gebracht) te activeren en Yap/Taz zijn nodig voor de vorming van CCA bij muizen. Intrigerend genoeg ontdekten we dat YAP-expressieniveaus zeer heterogeen zijn binnen menselijke HCC-tumoren, wat hun wereldwijde heterogeniteit weerspiegelt. Het is echter niet bekend hoe Yap/Taz cellulaire plasticiteit en herprogrammering aanstuurt. Onze doelstellingen zijn dan ook: (1) Het moleculaire spectrum en de evolutie van heterogeniteit van leverkanker karakteriseren. (2) Om te bepalen hoe Yap/Taz de evolutie van leverkanker bevordert. (3) Om de impact van farmacologische Yap/Taz-remming op het onderhoud van leverkanker te bepalen. Voor dit onderzoek gebruiken we een reeks methoden, waaronder muiswerk, weefselsecties en histologie, ultramoderne confocale microscopie en genetische methoden. We gebruiken muislijnen die verschillende floxed allelen van Hippo-pathway-componenten en Cre-drivers dragen. Technieken die in de muis worden gebruikt zijn genetische manipulatie van verschillende celtypes door Tamoxifen-injectie om Cre-gedreven deletie van floxed allelen te activeren, injectie van plasmiden die verschillende oncogenen tot expressie brengen om de ontwikkeling van levertumoren op gang te brengen, injectie van levertoxinen zoals CCl4 en APAP om leverbeschadiging te veroorzaken en regeneratie. Experimentele muizen worden typisch opgeofferd om de lever te oogsten voor histologie. Ze perfuseren ook levers om hepatocyten en tumorcellen te zuiveren voor verdere analyse. Trefwoorden: Muizenlever, Nijlpaardroute, Orgaangroeicontrole, Synthetische biologie, Gentherapievectoren, Leverkanker Aanvrager: Handtekening en datum: Akkoord KU Leuven promotor: Handtekening en datum zondag 13 november 2022