Identyfikacja molekularnych zjawisk przyczynowych związanych z wczesnym rozwojem raka jelita grubego u genetycznie zmodyfikowanych świń w locus APC.
Type
Project
Date Issued
2017
Author
Discipline
veterinary science
Abstract (PL)
Rak jelita grubego jest poważną i dość często występującym nowotworem człowieka. W opracowywaniu skutecznych metod zapobiegania, diagnostyki lub terapii tego typu schorzeń szczególnie przydatne są modele zwierzęce, odzwierciedlające przebieg choroby u ludzi. W niniejszych badaniach wykorzystane zostaną genetycznie zmodyfikowane świnie APC1311, u których metodami inżynierii genetycznej wprowadzono mutację w genie APC (ang. adenomatous polyposis coli), będącą odpowiednikiem wariantu często występującego u pacjentów z rodzinną polipowatością jelita grubego. Świnie APC1311 cechują się genetycznie uwarunkowaną predyspozycją do rozwoju raka jelita grubego. Analizy histologiczne i molekularne polipów jelita grubego rozwijających się u świń APC1311 potwierdziły, że występują w nich wszystkie cechy charakterystyczne dla wczesnego stadium tego nowotworu u człowieka. Podobnie jak u ludzi, u świń APC1311 badania endoskopowe wykazały wewnątrzosobnicze zróżnicowanie tempa powstawania i rozwoju polipów. Biorąc pod uwagę fakt, że rozwój wszystkich polipów został zainicjowany przez tę samą mutację (APC1311), można przypuszczać, że zróżnicowanie tempa ich rozwoju wynika z działania dodatkowych, spontanicznych zmian genetycznych pojawiających się indywidualnie w każdym polipie.
W celu identyfikacji kluczowych zjawisk molekularnych (zmian transkryptomicznych, epigenomicznych) dla każdego z badanych stadiów rozwoju gruczolakoraka wykonana zostanie mikrodysekcja scharakteryzowanych pod względem histologicznym fragmentów polipa, a następnie próby zostaną poddane sekwencjonowaniu nowej generacji. Porównanie między badanymi stadiami pozwoli wytypować geny, epimutacje i szlaki sygnałowe, które są zaangażowane w progresję nowotworu. Z kolei porównanie polipów w tym samym stadium umożliwi identyfikację i rozróżnienie mutacji przypadkowych, nie wpływających na rozwój nowotworu od mutacji sprawczych, które z większym prawdopodobieństwem będą wspólne dla różnych polipów w tym samym stadium. Możliwe będzie również monitorowanie pojawiania się poszczególnych mutacji w trakcie rozwoju tego samego polipa.
W celu identyfikacji kluczowych zjawisk molekularnych (zmian transkryptomicznych, epigenomicznych) dla każdego z badanych stadiów rozwoju gruczolakoraka wykonana zostanie mikrodysekcja scharakteryzowanych pod względem histologicznym fragmentów polipa, a następnie próby zostaną poddane sekwencjonowaniu nowej generacji. Porównanie między badanymi stadiami pozwoli wytypować geny, epimutacje i szlaki sygnałowe, które są zaangażowane w progresję nowotworu. Z kolei porównanie polipów w tym samym stadium umożliwi identyfikację i rozróżnienie mutacji przypadkowych, nie wpływających na rozwój nowotworu od mutacji sprawczych, które z większym prawdopodobieństwem będą wspólne dla różnych polipów w tym samym stadium. Możliwe będzie również monitorowanie pojawiania się poszczególnych mutacji w trakcie rozwoju tego samego polipa.
Abstract (EN)
Colorectal cancer is a serious and quite common human cancer. Animal models that mimic the course of the disease in humans are particularly useful in developing effective methods of preventing, diagnosing or treatment of these types of diseases. In this study, genetically engineered APC1311 pigs carrying a truncating a mutation in the APC (adenomatous polyposis coli) gene, which is the equivalent of a variant common in patients with familial polyposis of the colon. APC1311 pigs have a predisposition to develop colorectal cancer. Histological and molecular analyzes of colorectal polyps developing in APC1311 pigs confirmed that they contain all the features characteristic of the early stage of this cancer in humans. As in humans, in APC1311 pigs, endoscopic examinations have shown intra-individual variation in the rate of polyp formation and development. Taking into account the fact that the development of all polyps was initiated by the same mutation (APC1311), it can be assumed that the different rate of their development results from additional, spontaneous genetic changes occurring individually in each polyp.
In order to identify the key molecular phenomena (transcriptomic and epigenomic changes), for each of the studied stages of adenocarcinoma development, microdissection of histologically characterized polyp fragments will be performed, and then the samples will be subjected to next-generation sequencing. A comparison between the studied stages will select the genes, epimutations and signaling pathways that are involved in tumor progression. On the other hand, comparing polyps at the same stage will identify and distinguish random mutations that do not affect tumor development from causative mutations that are more likely to be common to different polyps at the same stage. It will also be possible to monitor the appearance of individual mutations during the development of the same polyp.
In order to identify the key molecular phenomena (transcriptomic and epigenomic changes), for each of the studied stages of adenocarcinoma development, microdissection of histologically characterized polyp fragments will be performed, and then the samples will be subjected to next-generation sequencing. A comparison between the studied stages will select the genes, epimutations and signaling pathways that are involved in tumor progression. On the other hand, comparing polyps at the same stage will identify and distinguish random mutations that do not affect tumor development from causative mutations that are more likely to be common to different polyps at the same stage. It will also be possible to monitor the appearance of individual mutations during the development of the same polyp.