EPICURE - Epigenetic Editing for Inhibition of Cancer Using RNA-based EpiEdit

Im Rahmen dieses Projekts arbeiten Dr. Antje Richter vom Institut für Genetik der Universität Gießen und Prof. Dr. Denise Salzig vom Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie der THM Gießen zusammen.

Dr. Richter ist eine Expertin auf dem Gebiet der Epigenetik der Krebsentstehung, während Prof. Salzig sich auf Zellkulturtechniken spezialisiert hat. Gemeinsam erforschen sie die Rolle der Epigenetik bei der Entstehung von Krebs und optimieren die Anwendung von Zellkulturtechniken in diesem Kontext. Diese Zusammenarbeit ermöglicht eine interdisziplinäre Herangehensweise und verspricht neue Erkenntnisse für die Krebsforschung.

Das Team der Geschäftsstelle des Forschungscampus Mittelhessen hat Dr. Richter in ihrem Labor besucht und mit ihr im Interview über das Projekt EPICURE gesprochen

Wir erforschen die Verwendung eines RNA-basierten EpiEdit-Systems in 3D-Tumorkulturen, um Tumorsuppressorgene zu reaktivieren und das Tumorwachstum zu hemmen.

In einer Machbarkeitsstudie erforschen wir die Möglichkeit, das Wachstum von Tumorzellen in 3D-Kulturen zu stoppen. Wir nutzen ein innovatives System namens EpiEdit, das auf epigenetischem Editieren basiert. Epigenetische Veränderungen beeinflussen die Genaktivität durch chemische Modifikationen der DNA und der sie umgebenden Proteine. Übermäßige DNA-Methylierung bei Tumoren deaktiviert Tumorsuppressorgene und fördert unkontrolliertes Zellwachstum.

Das EpiEdit-System verwendet eine modifizierte Version der genomischen Schere (CRISPR-Cas9-Technologie), bei der ein deaktiviertes Enzym namens dCas9 eingesetzt wird. Dieses Enzym kann zwar die DNA nicht schneiden, aber es kann den EpiEdit-Komplex an die DNA binden. Das EpiEdit-System nutzt das Enzym TET1, um gezielte Demethylierungen an Tumorsuppressorgenen durchzuführen.

Wir planen, 3D-Tumorkulturen (Tumorsphäroide) aus Hautkrebszellen, zu erzeugen und ein RNA-basierte EpiEdit-System darin anzuwenden. Dabei werden kurze RNAs den Proteinkomplex aus dCas9 und TET1 zur Zielregion der Tumorsuppressorgene rekrutieren, um diese zu reaktivieren und das Tumorwachstum zu hemmen oder den Zelltod auszulösen. Wir untersuchen den Effekt des EpiEdit-Systems in Tumorsphäroiden durch Wachstumsstudien, Zellfitness- und Stoffwechselanalysen sowie die Analyse von DNA-Methylierungsmustern und Genexpression.

Diese Studie ist ein vielversprechender Ansatz, um neue Therapien zur Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten zu entwickeln, die durch epigenetische Veränderungen verursacht werden. Durch die gezielte Reaktivierung von inaktiven Tumorsuppressorgenen können Tumorzellen gezielt bekämpft werden, während gesunde Zellen unberührt bleiben. Die Verwendung von 3D-Tumorkulturen ermöglicht uns eine realistischere Untersuchung der Tumorbiologie und Medikamentenresistenz im Vergleich zu herkömmlichen 2D-Kulturen.