Molecular and functional characterisation of malignant melanoma metastasis

Molekylær og funksjonell kartlegging av melanom metastaserKreftspredning til hjernen er en vanlig komplikasjon hos pasienter med hudkreft (malignt melanom). Vi har utviklet en ny dyremodell for å kartlegge genetiske årsaker til denne spredningen. Vi er nå i ferd med å utføre en genetisk kartlegging, for å prøve å finne nye målmolekyler som kan benyttes i terapeutisk behandling av disse pasientene.Kreftspredning til hjernen (hjernemetastaser) er en meget vanlig komplikasjon hos kreftpasienter. For pasienter med ondartet hudkreft (malignt melanom) er spredning til hjernen forbundet med en svært dårlig prognose, da dagens behandlingsformer (operasjon, kjemoterapi og stråleterapi) ikke er effektive. Selv om vi nå begynner å forstå tumorutvikling og systemisk spredning av kreft, er de molekylære mekanismer som forårsaker spredning av malignt melanom til hjerne og andre organer i stor grad ukjente. Ved å få en bedre innsikt i de genetiske signalveiene relatert til melanom metastasering, håper vi på sikt å kunne oppdage nye terapeutiske målmolekyler, og dermed å kunne utvikle nye behandlingsstrategier For å kunne bedre innsikten i metastaseringsprosessen, har vi utviklet en helt ny dyremodell, hvor kreftceller fra humane melanom hjernemetastaser injiseres i blodstrømmen i immundefekte mus. Kreftcellene er premerket med fluorescerende molekyler, slik at tumorspredningen kan studeres ved hjelp av bioluminescens avbildning (BLI) og MRI. Resultatene fra den nye modellen er nå blitt publisert (Wang J et al, Neurobiol Appl Neurobiol 2011). I 2011 har vi injisert melanom hjernemetastase cellelinjer (kalt H1) intrakardielt i immundefekte mus, og sett at hjernesvulster dannes etter 4 uker. Disse tumorene er tatt ut, nye cellelinjer dyrket opp, som deretter har blitt reinjisert (in vivo passering). Etter 2 gangers in vivo passering (Br2 tumor cellelinje) ser vi en klar økning av svulster i hjernen, noe som tyder på en klonal seleksjon av tumorceller. Vi er nå i ferd med å gjøre en sammenlignende genetisk kartlegging H1 og Br2 cellelinjer, ved hjelp av RNA sekvensiering. I samarbeid med Clifford Tepper (UC Davis & Beijing Joint Genomics Center, UC Davis, Sacramento, CA) har vi utført neste generasjons RNA sekvensiering (Illumina NGS, på HiSeq2000 plattform). Vi finner at den dominante fenotypen i celler tatt ut fra humane melanom hjernemetastaser mangler flere markører typisk assosiert med melanom og invasive lesjoner (for eksempel er cadherin uttrykket lavt, moderat MCAM uttrykk, protease aktivert reseptor (Par-1, F2R) er ikke oppregulert). Flere viktige målmolekyler har blitt identifisert (eksempelvis oppregulering av Pirin). Forskjeller mellom H1 og Br2 inkluderer terapeutiske målmolekyler, så som CD74 (økt celle overlevelse), SPON2 (assosiert med celle migrasjon og invasjon) og SERPINF1 (koder for PEDF, som er assosiert med angiogenese og migrasjon). Vi har også utført “glycomics” studier, som viser store forskjeller i glycosylering på Br2 celleoverflaten, sammenlignet med H1. Studien er et samarbeide med Carlito Lebrilla (UC Davis, Davis, CA), og viser en betydelig økning i sialylering og tetra-antennary strukturer i Br2 cellene. Målet for 2012 er å fullføre genomikk studiene, ved å integrere resultatene fra RNA sekvensiering og glykosylerings eksperimentene, for på denne måten kunne finne frem til genotypiske trekk ved metastaseringsprosessen.

Molekylær kartlegging av melanom metastaserKreftspredning til hjernen er en vanlig komplikasjon hos pasienter med malignt melanom. Vi har utviklet en ny dyremodell for å kartlegge genetiske årsaker til denne spredningen. På denne måten håper vi å kunne finne nye målmolekyler som kan benyttes i terapeutisk behandling av disse pasientene.Kreftspredning til hjernen (hjernemetastaser) er en meget vanlig komplikasjon hos kreftpasienter. For pasienter med ondartet hudkreft (malignt melanom) er spredning til hjernen assosiert med en svært dårlig prognose, da dagens behandlingsformer (operasjon, kjemoterapi og stråleterapi) ikke viser seg å være effektive. Selv om vi nå begynner å forstå tumorutvikling og systemisk spredning av kreft, er de molekylære mekanismer som forårsaker spredning av malignt melanom til hjerne og andre organer i stor grad ukjente. Ved å få en bedre innsikt i signalleringsveiene relatert til melanom metastasering, håper vi på sikt å kunne oppdage nye terapeutiske målmolekyler, og dermed å kunne utvikle nye behandlingsstrategier For å kunne bedre innsikten i metastaseringsprosessen, har vi utviklet en helt ny dyremodell, hvor kreftceller fra humane melanom hjernemetastaser injiseres i blodstrømmen i immundefekte mus. Kreftcellene er premerket med fluorescerende molekyler, slik at tumorspredningen kan studeres ved hjelp av bioluminescens avbildning (BLI) og MRI. Resultatene fra den nye modellen er nå blitt publisert (Wang J et al, Neurobiol Appl Neurobiol 2011). I løpet av det første året i prosjektet, har vi injisert melanom hjernemetastasecellene i immundefekte mus, og samlet svulster fra dyrenes hjerne, beinmarg, lever og lunge. Vi startet en genetisk kartlegging av disse svulstene høsten 2010, for å kunne se om ulike gener er årsak til kreftspredningspredning til ulike organer. Denne kartleggingen vil fortsette i 2011, og vi vil bestemme en liste med kandidatgener som kan være årsak til svulstspredning, i første rekke til hjernen. Vi vil deretter slå av/på disse genene, lage nye cellelinjer og injisere de in vivo, for å se om vi kan hemme svulstutviklingen i dyremodellen. I løpet av 2010 har vi også foretatt en karakterisering av svulstmodellen, ved hjelp av MRI, BLI og immunohistokjemi. Vi har videre utviklet en helt ny teknikk for å studere spredning av de enkelte kreftcellene ved hjelp av MRI. Kreftcellene premerkes med jernoksyd partikler, og vi har vist at vi på denne måten kan studere spredning av enkeltceller til hjernen. Vi er nå i ferd med å avslutte denne delen av prosjektet, og resultatene er under sammenskriving for publikasjon.