The multifaceted role of mutant p53 in remodeling the tumor transcriptome and secretome

Das Tumorsuppressorgen TP53 wird in menschlichen Krebserkrankungen häufig durch Missense-Mutationen inaktiviert. Diese genetischen Veränderungen führen zur Expression von mutierten Varianten des kodierten p53 Proteins (mutp53), die ihre tumorsuppressiven Funktionen verloren haben. Zusätzlich erwerben viele mutp53 Proteine neue, neomorphe Eigenschaften, die das Verhalten von Tumorzellen erheblich beeinflussen und Aggressivität, Metastasierung sowie Therapieresistenz fördern können. Mutp53 trägt vor allem zum Tumorwachstum bei, indem es mit verschiedenen zellulären Proteinen interagiert, insbesondere mit Transkriptionsfaktoren, was zu erheblichen Veränderungen in der Transkriptionsregulation führt. Interessanterweise sind diese protumorigenen molekularen Veränderungen nicht nur auf intrazelluläre Prozesse beschränkt, sondern können sich auch auf die extrazelluläre Umgebung ausweiten, da mutp53 auch die Zusammensetzung des Tumorzellsekretoms beeinflussen kann. Folglich kann dies die Mikroumgebung des Tumors tiefgreifend beeinflussen und ein Milieu schaffen, welches die Tumorprogression begünstigt. Aufgrund der außerordentlich hohen Prävalenz von TP53-Mutationen in menschlichen Tumoren sowie den vielfältigen protumorigen Eigenschaften von mutp53, ist mutp53 ein attraktives Ziel in der Krebstherapie. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten ist jedoch bisher kein Medikament zur gezielten Bekämpfung von Tumoren mit TP53-Mutationen für die klinische Anwendung zugelassen, was den Bedarf an weiterer Erforschung der zugrunde liegenden Mechanismen unterstreicht. In dieser Studie wurden verschiedene Tumormodelle etabliert und charakterisiert, um den Einfluss von mutp53 auf die Tumormikroumgebung untersuchen zu können. Die Anwendung der CRISPR/Cas9-Technologie ermöglichte das gezielte Entfernen von mutp53 in verschiedenen humanen und murinen Tumorzelllinien mit TP53-Mutationen. Um die onkogenen Aktivitäten von mutp53 auch in einer Tumorzelllinie, die stark von mutp53 abhängig ist, untersuchen zu können, wurde eine Zelllinie erzeugt, in der mutp53 induzierbar deletiert werden kann. Des Weiteren wurden Primärzellkulturen aus gepaarten Mauskohorten mit mutp53-exprimierenden und mutp53-defizienten kleinzelligen und nicht-kleinzelligen Lungentumoren gewonnen. Diese Tumore wurden durch eine Kombination von Keimbahn- und CRISPR/Cas9-vermittelter somatischer Geneditierung im lebenden Organismus induziert. Die phänotypische Analyse der kleinzelligen Lungentumor-Zellkulturen zeigte, dass mutp53 eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des neuroendokrinen Phänotyps spielt, was erhebliche therapeutische Auswirkungen hat. Darüber hinaus ergab die transkriptomische Untersuchung aller generierten mutp53-deletierten Tumorzellkulturen zusammen mit ihren mutp53-exprimierenden Ausgangszellen, dass mutp53 mehrere sekretierte Faktoren und Signalwege differentiell reguliert. Bemerkenswert ist, dass mutp53 konsistent proinflammatorische Signalwege in verschiedenen Tumormodellen unterdrückte. Interessanterweise deutete die gezielte proteomische Analyse des Tumorzellsekretoms darauf hin, dass mutp53 die globale Proteinsekretion stimuliert und die kontextspezifische Sekretion mehrerer wichtiger Komponenten des NF-κB-Signalwegs induziert, wobei der NF-κB-Coaktivator MTDH am stärksten hervorstach. Zusammenfassend konnten durch die Generierung von zellbasierten Tumormodellen und deren transkriptomische und proteomische Untersuchung Einblicke in mutp53-regulierte Faktoren und Signalwege, die an der wechselseitigen Kommunikation zwischen Tumorzellen und ihrer Umgebung beteiligt sind, gewonnen werden. Diese Arbeit unterstreicht somit das vielseitige Potenzial von mutp53 die Tumormikroumgebung zu verändern.