Molekulare Tumorbiologie

Protein Research Unit Ruhr within Europe

Bildunterschrift: (von links) Marita Kaßen, Dr. Christina U. Köhler, Dr. Oleksandr Bryk, Sandra Ziob, Dr. Heiko U. Käfferlein, PD Dr. Kerstin Lang, Jaqueline Friedrich

Krebs ist das Resultat komplexer Gen-/Umeltinteraktionen und somit sowohl in seiner Entstehung als auch in seinem molekularen Muster für jede betroffene Person einzigartig. Diese Eigenart macht eine „Heilung“ von Krebs schwierig. Da sich Krebs aber gleichzeitig auch durch bestimmte übergeordnete Charakteristika, z.B. die Manifestation von Störungen im Bereich der Proliferation und Apoptose oder des zellulären Energiehaushaltes sowie der Resistenz gegenüber der natürlichen Immunabwehr auszeichnet, besteht die Möglichkeit, ihn auf Basis dieser Charakteristika frühzeitig zu detektieren und ihn durch individuell maßgeschneiderte Medikamente „zu einer chronischen Erkrankung zu reduzieren“. Die Identifizierung dieser Kerncharakteristika von Krebs ist Aufgabe der Arbeitsgruppe um die Molekulare Tumorbiologie in PURE. Dazu werden biologische Proben von Krebspatienten sowohl auf genomischer Ebene als auch auf Proteinebene untersucht und die Ergebnisse denjenigen gesunder Probanden vergleichend gegenüber gestellt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden auf mehreren Ebenen gleichzeitig genutzt. Primär steht die Identifizierung geeigneter Biomarker zur Krebs-Früherkennung im Fokus. Gleichzeitig werden die Erkenntnisse zur Entwicklung marktfähiger Antikörper-Assays auf Basis nichtinvasiver Verfahren (z.B. im Urin) herangezogen, die im Rahmen eines „Point-of-Care“-Verfahrens (d.h. patientennaher Labordiagnostik) in der täglichen medizinischen Praxis eingesetzt werden können. Letzteres erhöht die Wahrscheinlichkeit einer besseren Akzeptanz einer Früherkennungsuntersuchung in der Bevölkerung und erlaubt in Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftlichen Studienzentrum in PURE die Validierung dieser Marker in großen molekular-epidemiologischen Studien. Die Ergebnisse werden aber auch zur Stratifizierung der Patientenkollektive auf molekularer Ebene genutzt, um diese mit den identifizierten Vibrationsspektren bzw. Markerproteinen der PURE-Plattformtechnologien (Biospektroskopie, Proteomik) abzugleichen. Last but not least wird auch die Rolle der identifizierten Marker im Rahmen der Tumorbiologie überprüft, indem mittels zellbiologischer Verfahren der Einfluss dieser Gene und Proteine auf unterschiedliche Ebenen der Krebsentstehung untersucht wird, u.a. im Bereich Tumorproliferation, Apoptose, Angiogenese, Metastasierung, Zellstoffwechsel, Immunabwehr und Mikroenvironment.

Der methodische Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Etablierung von Screening-Methoden zur differentiellen quantitativen Analyse der DNA-Methylierung, mRNA, miRNA- und der Protein-Expression. Darüber hinaus wird ein zytogenetischer Ansatz verfolgt. Für die Identifizierung der Biomarker werden sowohl zelluläre Modellsysteme als auch Patientenproben (Urin, Blut, Gewebe) herangezogen. Ultimative Ziele sind die Entwicklung von Hochdurchsatzverfahren für den gleichzeitigen Nachweis mehrerer Biomarker („Biomarker-Panel“) im Bereich der Krebsfrüherkennung sowie die Entschlüsselung der Rolle einzelner ausgewählter Biomarker im Rahmen der Tumorgenese. Thematische Schwerpunkte stellen derzeit Krebserkrankungen des Urogenitaltraktes dar, u.a. Harnblasenkarzinome.

- Lasermikrodissektion (Leica LMD 7000)
- Durchflusszytometrie (Becton Dickinson FACS Canto II)
- PCR (u.a. Taqman® Low Density Arrays, Roche LightCycler 480)
- Hybridisierungs-Array (Illumina)
- Antikörper-Arrays und ELISA´s
- Massenspektrometrie (Sequenom)
- Mikrotom (Zeiss Hyrax M25)
- Slide Scanner (Hamamatsu NanoZoomer 2.0 RS) inkl. Bildauswertung (Visiopharm)
- Western-Blotting/Immunoblotting inkl. Bilddokumentation(Intas)
- Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung
- Diverse Hellfeld- und Fluoreszenzmikroskope (Olympus, Nikon) inkl. automatischer Bildauswertung (Scan^R)
- Zellkultur für humane permanente Zell-Linien und Primärzellen