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Genome editing in neural stem cells to create new brain cancer models
Stefanie Rus
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Friedrich Propst
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13161.74207.471059-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Glioblastome sind die häufigsten primären Hirntumore bei Erwachsenen und gelten als unheilbar. Genomweite, molekulare Analysen haben die Komplexität der genetischen Veränderungen die mit der Krankheit einhergehen aufgezeigt und die zentralen Signaltransduktionswege identifiziert. Die genaue Rolle der einzelnen Kandidatengene während der Entstehung und Erhaltung von Glioblastomen bleibt unklar. Darüber hinaus hat man eine Subpopulation von Zellen in diesen Hirntumoren gefunden, die typische neurale Stammzelleigenschaften aufweisen und im Verdacht stehen, für Tumorwachstum und –rezidiv verantwortlich zu sein. Angesichts der sich häufenden Hinweise darauf, dass neuronale Stammzellen anfällig für bösartige Veränderungen sind, ist es maßgeblich zu verstehen wie diese Zellen durch präzise, genetische Veränderungen beeinflusst werden. Unser Ziel war die Entwicklung eines flexiblen Modellsystems, welches die funktionelle Validierung von potentiellen Schlüsselgenen in einer adäquaten Ursprungszelle beschleunigt. Der Verlust von Tumorsuppressoren sowie die Überexpression von Onkogenen wurden mithilfe der CRISPR/Cas9 und der piggyBac Genom-Engineering Techniken erzielt und der nachfolgende Transformationsprozess studiert. In dieser Arbeit wird die schrittweise Erstellung und Charakterisierung einer neuen, isogenen Serie von Zelllinien beschrieben, die durch Verlust der Tumorsuppressoren NF1 und PTEN allein oder in Kombination mit der Überexpression der onkogenen EGRFvIII gekennzeichnet sind. Diese Zellen initiieren bereits 3 Wochen nach orthotoper Transplantation bösartige Hirntumore. Wir demonstrieren überdies, dass diese ‚dreifach mutierte’ Glioma Stammzelllinie mittels einer einzigen Transfektion etabliert werden kann. Diese neuartige Methode hat signifikante Vorteile gegenüber herkömmlichen genetisch veränderten Mausmodellen im Bezug auf Kosten und Flexibilität. Damit eröffnet sich die Möglichkeit jene molekularen und zellulären Ereignisse zu zerlegen und darzustellen, die durch Mutationen in Schlüsselgenen hervorgerufen werden.
Abstract
(Englisch)
Glioblastomas (GBMs) are the most common primary brain cancers in adults and are essentially incurable. Genome-wide molecular analyses have underlined the complexity of the genetic events that are associated with GBM and have identified a core set of signalling pathways that drive the disease. The specific role of the individual candidate key driver genes in tumour initiation and maintenance however remains unclear. Furthermore, GBMs contain a subpopulation of tumour cells with neural stem cell (NSC) characteristics that are thought to drive tumour growth as well as recurrence after therapy. Given the accumulating evidence that NSCs are highly susceptible to malignant transformation, understanding how precise genetic alterations impact on these cells is an important unresolved area of GBM research. Our goal was to develop a flexible model system that can speed up the functional validation of putative driver mutations in the appropriate cell of origin. We used the CRISPR/Cas9 and piggyBac genome engineering techniques to introduce both tumour suppressor loss and oncogene overexpression into NSCs and monitored the subsequent transformation process. In this study, we describe the stepwise generation and characterisation of a novel isogenic series of cell lines in which the tumour suppressors NF1 and PTEN have been deleted alone or in combination with forced overexpression of the oncogenic EGFRvIII. Upon orthotopic transplantation, these cells initiate highly malignant brain tumours within 3 weeks. We also find that this ‘triple mutant’ glioma neural stem (GNS) cell line can be engineered in a single transfection step. This novel approach has significant advantages over traditional GBM mouse breeding models in terms of costs and flexibility. It now opens up the opportunity to dissect and delineate the molecular and cellular events that are triggered by glioma driver mutations.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
brain tumour genome editing cancer model CRISPR/Cas9 neural stem cells
Schlagwörter
(Deutsch)
Gehirntumor Genom Editing Krebsmodell CRISPR/Cas9 neurale Stammzellen
Autor*innen
Stefanie Rus
Haupttitel (Englisch)
Genome editing in neural stem cells to create new brain cancer models
Paralleltitel (Deutsch)
Genome Editing in neuronalen Stammzellen zur Etablierung neuer Gehirntumor-Modelle
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
74 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Friedrich Propst
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.48 Medizinische Genetik
AC Nummer
AC14498995
Utheses ID
44238
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1