Molecular and Cell Biological Analysis of the Oncogenesis of Melanoma

Abstract

Hautkrebs, insbesondere das invasive Melanom, betrifft weltweit unzählige Menschen
und endet oft tödlich. Eine schnelle Diagnose und Behandlung, wie z. B. die chirurgische
Entfernung, ist daher für die Patienten entscheidend. In dieser Masterarbeit werden die
Unterschiede im Transkriptom und zellbiologischen Parametern zwischen normalen
menschlichen epidermalen Melanozyten (nHEM), nicht-metastasierenden Melanomen
(MCM-1G) und invasiven Melanomen (MCM-DLN) (in 2D- und 3D-Kultur) untersucht,
um das Verständnis der Melanom-Onkogenese zu verbessern.
Als Teil des Ra-Dia-M-Projekts, das die Entwicklung eines markierungsfreien
Diagnosetools für Melanome mittels surface-enhanced Raman Spektroskopie (SERS)
zum Ziel hat, soll diese Masterarbeit Erkenntnisse über die Biologie des Melanoms
liefern.
Zuerst wurden die morphologische und zellbiologische Unterschiede zwischen den
Zelllinien untersucht. Dabei waren vor allem in der Form der Zellen und sowie der
Melaninsynthese Unterschiede zu erkennen.
Um die differenzielle Genexpression der Zelllinien zu analysieren, wurden einerseits
verschiedene Zielgene (BRAF, Bcl2, VEGF-C, PDGF-C, PD-L1) mittels qPCR untersucht
und andererseits eine umfassende Transkriptionsanalyse mittels RNA-Seq durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigten signifikante Unterschiede in der Genexpression zwischen den
Zelllinien, insbesondere für Gene, die an Zellproliferation, Metastasierung und dem
Entgehen der Immunantwort beteiligt sind. So zeigten Tumorzellen eine erhöhte
Expression von Genen wie PD-L1, PDGF-C und VEGF-C, während Gene wie CFH in nHEM
stärker exprimiert waren. CD38 war in Tumorzellen überexprimiert und spielt eine
wichtige Rolle bei der Entwicklung und Metastasierung. Zusätzlich wurde eine
funktionelle Analyse der Transkriptomdaten durchgeführt um differenziell aktivierte
biologische Prozesse in den verschiedenen Zelllinien zu identifizieren. Dabei konnte auch
eine Aktivierung der Proliferationsprozesse bei den Tumorzellen bestätigt werden.
Ebenfalls wurden aktivierte und unterdrückte Gene des Zellzyklus analysiert. Dabei
konnte unter anderem in der 3D Kultur das reduzierte Wachstum bestätigt werden.
Aus den identifizierten differenziell exprimierten Genen und veränderten Metaboliten
können anschließend die ausgewählt werden, die mittels Raman Spektroskopie bzw.
SERS detektierbar sind. Das ermöglicht es ein Tool für die Frühdiagnose zu entwickeln.

Datum der Bewilligung	2024
Originalsprache	Englisch
Betreuer/-in	Agnes Grünfelder (Betreuer)