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2024

Brustdrüse

Prof. Dr. rer. nat. Peter Brenneisen

Institut für Biochemie und Molekularbiologie I
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Wirkmechanismen von redoxaktiven Ceroxid-Nanopartikeln und in Kombination mit Chloroquin bei triple-negativem Brustkrebs (TNBC): Fokus auf mitochondriale (Dys-)Funktion

Der mitochondrial beeinflusste Redoxstatus von Tumorzellen ist heute Ziel einer „redoxbasierten“ Therapie. Im Zusammenhang mit einer möglichen Wirkung von Superoxiddismutase-mimetischen Ceroxid-Nanopartikeln (CNP) und dem „old drug“ Chloroquin liegen bisher keine validen Daten vor. Erste Ergebnisse unsererseits deuten darauf hin, dass CNP in Kombination mit Chloroquin die schädigende Wirkung von Chloroquin auf nicht entartete Zellen reduziert, aber die zytotoxische Wirkung auf triple-negative Brustkrebszellen erhöht. Im Rahmen des Projektes soll die Wirkung von CNP allein und in Kombination mit Chloroquin sowohl auf triple-negative Brustkrebszellen als auch auf normale (gesunde) Brustepithelzellen aufgeklärt werden. Der Fokus der Untersuchungen liegt primär auf den Mitochondrien, indem die mitochondriale Qualitätskontrolle (mitoQC) untersucht wird. Es soll die Frage geklärt werden, ob eine durch die Substanzen induzierte mitochondriale Dysfunktion einen direkten Einfluss auf den Zelltod hat. Da beide Substanzen den Redoxstatus der Zelle beeinflussen können, sollen auch Veränderungen des mitochondrialen Thiolproteoms hinsichtlich ihres Einflusses auf die mitoQC untersucht werden.

Endokrines System

Prof. Dr. med. Svenja Nölting

Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Klinische Ernährung
Universität Zürich

Evaluierung des therapeutischen Potenzials von (-)-trans-Δ9-Tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) und Cannabidiol (CBD) als Einzelsubstanzen sowie in Kombination mit Chemo- bzw. molekular zielgerichteten Therapeutika bei neuroendokrinen Tumoren und Phäochromozytomen

Die Behandlungsmöglichkeiten für neuroendokrine Tumoren (NET), Phäochromozytome und Paragangliome (PPGL) sind begrenzt. Es gibt zunehmend Berichte über antitumorale Wirkungen von Cannabinoiden, insbesondere bei Gliomen. In einer Phase-1b-Studie verbesserte die THC/CBD-Kombination Nabiximols signifikant das Überleben von Glioblastom-Patienten. Wie Gliome entwickeln sich auch NETs/PPGL aus neuroektodermalem Gewebe, so dass auch Patienten mit NETs/PPGL von einer Behandlung mit Cannabinoiden profitieren könnten. Cannabinoide werden zunehmend als supportive Therapie zur Schmerzlinderung und Appetitsteigerung bei Krebspatienten eingesetzt, was zu einer steigenden Nachfrage führt. Die bereits erfolgte oder geplante Legalisierung von Cannabis in Teilen Europas (z.B. Deutschland) rückt das Thema zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit. Cannabinoide wurden bei NETs/PPGL bisher nicht untersucht. In dieser Studie soll eine mögliche antitumorale, aber auch tumorfördernde Wirkung von Cannabinoiden auf NETs/PPGLs anhand relevanter 2D- und 3D-Tumormodelle (inkl. humaner Tumorkulturen von Patienten) untersucht werden. Darüber hinaus sollen molekulare bzw. genetische Parameter mit der Wirkung von Cannabinoiden korreliert werden.

Dr. Robert Wodtke

Institut für Radio­pharma­zeutische Krebs­for­schung - Abteilung Medizinische Radiochemie
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Strukturbasierte Entwicklung kovalenter Liganden des Somatostatin-Rezeptors Subtyp 2 für die Radionuklid-Therapie neuroendokriner Tumoren

Der Somatostatinrezeptor Subtyp 2 (SST2) hat sich als geeignetes Target für die zielgerichtete Radionuklidtherapie neuroendokriner Tumoren erwiesen. Die Radionuklidtherapie kann im Einzelfall hervorragende Ergebnisse erzielen, die therapeutische Wirksamkeit ist jedoch in der Regel begrenzt. Daher ist die Weiterentwicklung von SST2-gerichteten Radioliganden ein vitales Forschungsfeld. Ausgehend von kürzlich aufgelösten Strukturen von SST2 im Komplex mit Liganden wurde die Idee kovalenter (idealerweise irreversibel bindender) SST2-Radioliganden entwickelt. Im Vergleich zu den bisher bekannten Liganden, die reversibel mit SST2 interagieren, sollte die Verweildauer im Tumor durch kovalente Radioliganden deutlich verlängert werden, wodurch die therapeutische Wirksamkeit einer Radionuklidtherapie erheblich gesteigert werden könnte. Das Projekt zielt somit auf die Entwicklung einer neuen Wirkstoffklasse für SST2, die nicht nur von hoher klinischer Relevanz ist, sondern entsprechende Radioliganden wären auch als radiometrische Werkzeuge zur Charakterisierung von SST2 in präklinischen Projekten zu neuroendokrinen Tumoren von großem Nutzen.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Prof. Dr. Bodo Grimbacher

Centrum für Chronische Immundefizienz - CCI
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Der Autophagie Regulator LRBA reguliert die Expression von CTLA-4 auf der Zelloberfläche; darüber hinaus bindet LRBA auch an PIK3R4 und FYCO1

Checkpointinhibitoren wie z.B. anti-CTLA-4, oder Medikamente, die die Autophagie hemmen, wie z.B. Hydroxychloroquin, werden bei einer Vielzahl von Tumorerkrankungen erfolgreich eingesetzt. Als Adapterprotein stellt LRBA ein interessantes Bindeglied zwischen den beiden zellulären Mechanismen (Hemmung der Immunregulation mittels CTLA-4 und Autophagie) dar. Die Regulierung des CTLA-4- Turnover durch LRBA findet hierbei an der Zelloberfläche regulatorischer T-Zellen statt, während die Autophagie durch die Bindung von LRBA an PIK3R4 im Zytoplasma reguliert wird. Wir stellen hier die Hypothese auf, dass das Blockieren von LRBA einen direkten Einfluss auf beide zelluläre Prozesse hat, wodurch eine wirksame und potente anti-Tumor-Immunreaktion ermöglicht würde (1B). Um unsere Hypothese zu belegen, möchten wir i) die Rolle von LRBA bei verschiedenen Krebsarten besser verstehen, und ii) die krebshemmende Wirkung genetischer CTLA4/LRBA-Inhibition sowohl in vivo als auch in vitro bestimmen.

Prof. Dr. rer. nat. Andreas Hecht

Institut für Molekulare Medizin und Zellforschung
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Tumor cell-autonomous orchestration of Tgfβ1-induced pEMT and collective invasion by Pdgf signaling in an intestinal organoid model for colorectal cancer

Solide Tumore infiltrieren umgebendes Gewebe meist als kohäsive Zellverbünde. Diese kollektive Invasion ist mit einer partiellen epithelialen-mesenchymalen Transition (pEMT) von Krebszellen verbunden. Molekulare Mechanismen, die pEMT in verschiedenen Tumorentitäten auslösen, sind weitgehend unbekannt, aber für therapeutische Zwecke wichtig zu verstehen. Wir vermuten, dass im besonders aggressiven Subtyp CMS4 von Darmkrebs nach TGFβ Stimulation der Transkriptionsfaktor Sox11 den Pdgf Signalweg aktiviert um pEMT voranzutreiben. Daher werden wir in einem Maus Organoidmodell für Darmkrebs die zellautonome Aktivierung des Pdgf Signalwegs stromabwärts von TGFβ und Sox11 analysieren. Inhibitorversuche und Gen-Knockout werden die Notwendigkeit des Pdgf Signalwegs für pEMT aufzeigen, und die relevanten Liganden und Rezeptoren identifizieren. Verschiedene Kombinationen von Funktionsgewinn und -verlust von Pdgf Signalen und Sox11 werden die Aktivierung des Pdgf Signalwegs stromabwärts von Sox11 belegen. Die Ergebnisse des Vorhabens werden zeigen, ob sich der Pdgf Signalweg als Ansatzpunkt zur Hemmung von pEMT und kollektiver Invasion bei Darmkrebs eignet.

Prof. Dr. rer. nat. Verena Jendrossek

Institut für Zellbiologie (Tumorforschung)
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Bestimmung der molekularen Determinanten, die zu einer höheren Empfindlichkeit von Zellen gegenüber Protonenbestrahlung im Vergleich zu Photonenbestrahlung führen.

Ziel der Strahlentherapie ist es, die lokale Tumorkontrolle zu maximieren und die Toxizität für das Normalgewebe zu begrenzen, wobei die Protonentherapie (PBT) aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften die Schädigung des Normalgewebes verringern kann. Die vermuteten Unterschiede in den biologischen Effekten von PBT und Photonen-Strahlentherapie (RT) werfen die Frage nach individuellen Unterschieden in der Wirksamkeit auf. Wir untersuchen, ob Unterschiede in der DNA-Schadensreaktion und den notwendigen DNA-Doppelstrangbruch (DSB)-Reparaturwegen zwischen PBT und RT biologisch-basierte Ansätze für die Patienten-Stratifizierung und für zielgerichtete Kombinationstherapien in Bezug auf die Strahlenqualität ermöglichen. Mittels innovativer Methoden und Techniken wie 3D-Kultur, CRISPR/Cas9-Geneditierung und superauflösender Mikroskopie analysieren wir Tumorzellpaare mit/ohne Defizienz von Schlüsselproteinen der DSB-Reparatur. Ziel ist es, Unterschiede in DNA-Schadenstypen und -reaktionen, Reparaturpräferenzen, Signalwegen und Strahlensensitivität zwischen PBT und RT zu verstehen. Die Ergebnisse werden unter klinisch relevanten Bedingungen validiert, um Behandlungsstrategien und Patientenergebnisse zu verbessern.

Prof. Dr. Dr. Albrecht Neeße

Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinale Onkologie und Endokrinologie
Georg-August-Universität Göttingen

Uncovering microbiome associated signatures of dysplasia in intraductal papillary mucinous neoplasms (IPMN) of the pancreas

Intraduktal papilläre muzinöse Neoplasien (IPMN) sind die häufigsten epithelialen Pankreaszysten, die sich von niedriggradigen zu höhergradigen Dysplasien bis hin zum invasiven Pankreaskarzinom entwickeln. Die diagnostische Genauigkeit der verfügbaren Bildgebung ist für höhergradige Dysplasien und Malignität unzureichend, so dass sowohl Patienten mit gutartigen IPMNs unnötig operiert werden, als auch bereits maligne transformierte Zysten lediglich bildgebend kontrolliert werden. Kürzlich veröffentlichte Daten im Pankreaskarzinom haben gezeigt, dass sowohl das orointestinale Mikrobiom, als auch das intratumorale Mikrobiom entscheidenden Einfluss auf die Entstehung, Progression und das Therapieansprechen hat. Die Rolle des Mikrobioms bei IPMNs ist derzeit nicht gut untersucht. In diesem Projekt möchten wir sowohl das orointestinale als auch intrazystische Mikrobiom von IPMN Patienten umfassend mittels full-length 16S rRNA und metagenomischer Sequenzierung, Metabolomics und funktioneller Assays untersuchen. Dieses Projekt verspricht daher die Identifikation neuer Mikrobiom-assoziierter Metabolite und Mechanismen, die mit der malignen Transformation von IPMNs assoziiert sind.

PD Dr. phil. nat. Thorsten Rieckmann

Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Universität Hamburg

Radiosensibilisierung von HPV-positiven Kopf-Hals-Tumoren durch Apoptose-Stimulation mit De-bio 1143/Xevinapant

Plattenepithelkarzinome des Kopfes und Halses (HNSCC) werden in zwei Untergruppen eingeteilt: HPV-negative (HPV-neg.) und HPV-positive (HPV-pos.) HNSCC, wobei letztere eine deutlich bessere Prognose haben. Kürzlich hat eine Kombination aus Radiochemotherapie (RCT) und dem pro-apoptotischen SMAC-Mimetikum Debio 1143 als erster Studienarm überhaupt eine Überlegenheit gegenüber einer alleinigen RCT bei HNSCC gezeigt. Der Anteil der HPV-pos. Patienten in dieser randomisierten Phase-2-Studie betrug jedoch nur 8% und es gibt praktisch keine präklinischen Daten zur Radiosensibilisierung von HPV-pos. Trotz dieses Mangels an (prä-)klinischer Evidenz werden derzeit weitere klinische Studien initiiert, die auch HPV-pos. HNSCC einschließen (XRAY VISION, RAVINA). Daher planen wir in diesem Projekt umfangreiche präklinische Analysen i) zur Radiosensibilisierung von HPV-pos. HNSCC-Zellen durch Debio 1143 und ii) zur Kombination von Debio 1143/Bestrahlung mit molekularem Targeting für weniger toxische Therapieansätze und Cisplatin-unverträgliche Patienten, iii) zu den Mechanismen der Radiosensibilisierung und iv) zur Vorhersage des individuellen Ansprechens durch ex vivo-Tests.

Prof. Dr. med. Armin Wiegering

Chirurgie I Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Hemmung der RNA-Polymerase 1 induziert Transkriptions-Replikations-Konflikte beim kolorektalen Karzinom und eröffnet ein therapeutisches Fenster zur Apoptose-Induktion

Nahezu alle kolorektalen Karzinome (CRC) zeigen eine Aktivierung des WNT-Signalweges, was zu einer Überexpression des Onkogens MYC und unter anderem zu einer gesteigerten rRNA-Synthese durch die RNA-Polymerase 1 (RNAPOL1) führt. Eine elementare Aufgabe von MYC, insbesondere in hochproliferativen Tumorgeweben, ist die Koordination von DNA-Transkription und DNA-Replikation, um Konflikte zwischen beiden Mechanismen zu vermeiden. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass eine Inhibition von RNAPOL1 spezifisch in der ribosomalen DNA (rDNA) Transkriptions-Replikations-Konflikte (TRCs) auslöst und dass eine Störung der Reparatur dieser Konflikte über eine Inhibition der DNA Damage Response (DDR) Apoptose induziert. In diesem Projekt soll die Lücke zwischen experimenteller Forschung und klinischer Anwendung im Sinne einer Forward Translation geschlossen werden. Ziel ist es, (i) die Kombination einer RNAPOL1-Inhibition mit einer DDR-Inhibition in vitro zu optimieren, (ii) die Anwendbarkeit in vivo in einem präklinischen Mausmodell für kolorektale Lebermetastasen (CRLM) zu überprüfen und (iii) die Wirksamkeit der Kombination an Patienten-abgeleiteten Organoiden (PDOs) zu validieren.

Genitaltrakt, männlich

Prof. Dr. med. Christoph Kuppe

Klinik und Lehrstuhl für Innere Medizin
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Decoding the Antibody-Drug Conjugate Surfaceome in Metastatic Urothelial Cancer – DECODE-ADC

Antibody-Drug Conjugate (ADC) therapies are revolutionizing cancer treatment. A key example is the anti-NECTIN-4 ADC Enfortumab Vedotin (EV) approved for metastatic urothelial cancer. Despite its effectiveness, only a minority of patients benefit long-term. Currently, EV is widely used in an all-comer setting, but a shift towards more targeted, tumor-specific ADC treatment is expected, and necessary given the toxicity and costs of ADCs. This shift can only be facilitated through deeper molecular understanding of the spatial distribution of the different ADC targets in the patient tissue. ADCs targeting other tumor antigens like TROP2, Her2neu, and B7-H3, are in late-stage clinical development and may prove to be more effective for distinct patient subgroups. In DECODE-ADC we will analyze the interaction of different ADC targets using a cutting-edge spatial profiling approach. Thus DECODE-ADC will enhance our knowledge about regulators of the ADC target surfaceome and link it to tissue factors to identify predictive molecular signatures of therapeutic response/resistance to EV in a unique cohort of metastatic urothelial cancer patients.

Genitaltrakt, weiblich

Dr. rer. nat. Ricardo Bouça-Nova Coelho

Departement Biomedizin
Universität Basel

Erzwingen des programmierten Zelltods zur Überwindung der Chemotherapieresistenz bei Eierstockkrebs

Trotz personalisierter Medizin und zielgerichteter Therapie werden Frauen mit Eierstockkrebs noch immer mit den Chemotherapeutika Carboplatin/ Paclitaxel behandelt. Neben der Erhaltungstherapie, ist ein weiterer Ansatz den Effekt von Chemotherapie zu verstärken. Unsere in vitro- und ex vivo- Daten legen nahe, dass SMAC-Mimetika Krebszellen über die MSLN-TMEM100-TNFɑ Achse für die heute angewandte Chemotherapie sensibilisieren und eine Resistenz unterdrücken. Wir beabsichtigen nun, diese neuartige therapeutische Kombination zu validieren und den detaillierten zu Grunde liegenden Mechanismus mittels Einzelzellanalyse weiter zu entschlüsseln. Hierbei werden Patientenproben nach ex vivo Behandlung in die CITEseq überführt. Die einzigartige Kombination aus markierten Antikörpern und Genexpressionsmustern erlaubt es uns den Mechanismus besser zu verstehen. Das Ergebnis des Projektes soll direkt in einer klinischen Studie umgesetzt werden, da wir vermuten, dass die Verwendung von SMAC-Mimetika Chemotherapieresistenz überwinden kann.

Haut + malignes Melanom

Prof. Dr. Monika Brunner-Weinzierl

Medizinische Fakultät - Abteilung Experimentelle Pädiatrie und Neonatologie
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Neue Wege zur Differenzierung und Expansion von zytotoxischen T-Zellen zur gezielten Tumorabwehr von soliden Tumoren am Beispiel Melanom

Bei der antitumoralen Immunität sind CD8 zytotoxische T-Zellen die stärksten Effektoren zur Elimination von Tumorzellen. Durch phosphoproteomische Analysen zytotoxischer CD8 T-Zellen konnten wir den Oberflächenrezeptor SLAMF7 identifizieren, der auf CD8 Effektor-T-Zellen exprimiert wird und die Effektivität der Immunantwort insbesondere gegen niedrigaffine Antigene stark verbessert. Durch einen neuartigen, von uns entwickelten T-Zell-Aktivierungsansatz, der SLAMF7-Signale in Verbindung mit Antigen-beladenen MHC I-Komplexen auslöst, soll ein immunbasierter Ansatz zur therapeutischen Tumorabstoßung entwickelt werden. Über SLAMF7-Signale sollen Effektor-CD8 T-Zellen in verschiedenen Subtypen, einschließlich regulatorischer und „exhausted“ Phänotypen, generiert und expandiert werden. Das Verständnis der Expansion und Differenzierung tumorspezifischer CD8 T-Zellen wird anschließend in einem therapeutischen Tumormodell für solide Tumore in vivo ausgenutzt werden. Am Ende des Vorhabens soll ein neuartiger Wirkmechanismus zur Verfügung stehen, der neben der ex vivo Aktivierung und Expansion antitumoraler T-Zellen auch für in vivo Behandlungen weiterentwickelt werden kann.

Immunsystem + Hämatopoese

Prof. Dr. med. Birgit Burkhardt

Klinik für Kinder- und Jugendmedizin - Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Universität Münster

TP53 als neuer Marker für die Risikostratifizierung bei B-NHL im Kindes- und Jugendalter

In den Therapieoptimierungsstudien der NHL-BFM Gruppe werden ca. 90 % der Kinder mit Burkitt-Lymphom (BL) dauerhaft geheilt, aber die Überlebenschancen bei einem Rezidiv sinken auf unter 30 %. Unsere Vorarbeiten haben gezeigt, dass der Mutationsstatus von TP53 einen signifikanten Einfluss auf das Rezidivrisiko bei BL hat. Dieser Effekt variiert für verschiedene TP53 Varianten. In diesem Projekt analysieren wir, wie der TP53-Mutationsstatus zusammen mit klinischen und tumorspezifischen Merkmalen für eine optimierte Risikostratifizierung bei pädiatrischen BL-Patienten genutzt werden kann. Im Zellkulturmodell untersuchen wir die Effektvariabilität von TP53 Varianten auf das Therapieansprechen, indem wir BL Zelllinien mit intaktem, deletiertem TP53 und spezifischen Varianten generieren. Diese Zellen werden auf phänotypische Eigenschaften getestet und mittels qPCR auf ihr Potential zur Expression TP53-relevanter Gene untersucht. RNA- und Chip-Sequenzierung werden zur Analyse pathologischer Veränderungen in p53-gesteuerten Signalkaskaden eingesetzt. Zusätzlich wird mit Hilfe von „Drug Library Screens“ nach Wirkstoffen gesucht, die bei TP53-mutierten BL besonders wirksam sind.

Prof. Richard Kroczek

Charité Comprehensive Cancer Center
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Peptid-basierte Universalvakzine zur schnellen Induktion und Amplifikation (Neo)Antigen-spezifischer zytotoxischer CD8+ T-Zellen in der Tumortherapie

In der Vergangenheit haben wir im Rahmen der BMBF-Programme VIP und GO-Bio eine 2-stufige therapeutische Vakzine für die Onkologie entwickelt, die innerhalb von 10 Tagen sehr hohe Frequenzen zytotoxischer CD8+ T-Zellen generiert (AmpliVak). Die Weiterentwicklung scheiterte daran, dass die zelluläre Komponente für den Amplifikationsschritt als zu großes Hindernis für den klinischen Alltag angesehen wurde. In Pilotversuchen konnten wir das System nun radikal vereinfachen: Sowohl die Immunisierung (Schritt 1) als auch die Amplifikation (Schritt 2) erfolgen mit dem gleichen peptidbeladenen dimerisierten MHC-I-Antikörperkonstrukt. Der verwendete MHC-I kann mit verschiedenen Peptiden beladen werden, was dem System eine hohe Flexibilität für Antigene und insbesondere Neo-Antigene verleiht. Das System ist in seinen Grundeigenschaften und potentiellen Anwendungsmöglichkeiten derzeit einzigartig.

Prof. Dr. med. Carsten Müller-Tidow

Klinik für Hämatologie, Onkologie, Rheumatologie
Universität Heidelberg

Mechanisms of response to proteasome inhibitor- based therapy in relapsed/refractory Acute Myeloid Leukemia (AML)

Despite improvements in therapy, resistance and subsequent relapse are still the most challenging aspects in Acute Myeloid Leukemia (AML). Previously, we identified loss of EZH2 as an epigenetic resistance mechanism in AML. Proteasome inhibition restored EZH2 levels and therapy response. Based on these preclinical data, we recently conducted an investigator- initiated clinical trial (TEAM trial) treating relapsed/refractory (r/r) AML patients with Bortezomib, Gemtuzumab-Ozogamicin and Cytarabin (B-GA). Using the biobanked patients` samples, we now aim to determine mechanisms of therapy response and specific biomarkers with regard to the EZH2- based epigenetic mechanism. First, we will identify surface markers, DNA mutations and proteome changes associated with patients` response. Second, we will apply multiomics sc-seq to determine mechanisms which shape the landscape of individual genetic and epigenetic clones to relapse therapy. Eventually, identified mechanisms and biomarkers will be functionally validated in cell lines, PDX samples and primary blasts. Taken together, these analyses are going to reveal mechanisms of susceptibility and resistance in r/r AML treated with B-GA.

Dr. sc. hum. Nicole Naumann

III. Medizinische Klinik für Hämatologie und Onkologie - Universitätsklinikum Mannheim
Universität Heidelberg

Untersuchungen zur komplexen Genetik seltener myeloischer Neoplasien und deren Auswirkungen auf Therapie und Prognose

Seit über 10 Jahren führen wir an unserem Exzellenzzentrum für myeloproliferative Neoplasien ein (Bio-)Register für Patienten mit seltenen myeloproliferativen Erkrankungen. Die Relevanz der heterogenen molekulargenetischen Architektur hinsichtlich Prognose und Therapie bleibt bis heute in vielen Fällen ungeklärt. Patienten mit fortgeschrittener systemischer Mastozytose haben in >60-70% prognostisch ungünstige Mutationen in verschiedenen Genen. Der Einfluss der genauen Lokalisation dieser Mutationen, die Genexpression in verschiedenen Zellpopulationen sowie die Veränderung der Mutationslast/Expressionslast unter Therapie soll in Hinblick auf Prognose und Therapieansprechen erforscht werden. Weiterführende Untersuchungen sollen zudem eine sehr seltene Patientenpopulation mit vorliegender BCR::ABL1 und JAK2 V617F Co-Mutation hinsichtlich der Mutationshierarchie analysieren. Die Quantifikation und sequentielle Bestimmung der Allellasten von PDGFRB-Fusionsgenen ist bisher nicht etabliert und soll mittels digitaler PCR Assays erfolgen. Die Ergebnisse sollen individuelle Therapieoptionen aufzeigen, um die Prognose der Patienten mit seltenen myeloischen Neoplasien zu verbessern.

Dr. med. vet. Julika Pitsch

Klinik und Poliklinik für Epileptologie
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Autoimmunenzephalitiden als krankheitsverlaufs- und lebensqualitätsprägende Tumorkomorbidität: Ursachenanalytik und Entwicklung experimenteller Therapiekonzepte

Paraneoplastische neurologische Syndrome (PNS) sind schwerwiegende autoimmun-vermittelte neurologische Erkrankungen, die typischerweise im Zusammenhang mit bösartigen Tumorerkrankungen auftreten. Die Autoimmun-Enzephalitis (AE) ist eine häufige Erscheinungsform der PNS, die oftmals mit therapieresistenten Anfallsleiden vergesellschaftet ist. AE führt vielfach zu lebensbedrohlichen Situationen und stellt somit eine klinische Herausforderung dar. Lediglich ein Teil relevanter Autoantikörper (AK) sowie der Pathomechanismen sind entschlüsselt, so dass bisher kaum zielgerichtete Therapien entwickelt werden konnten. Ziel dieses Projektes ist es, die Rolle von AK und deren Kombinationen im enzephalitisch-onkologischen Kontext zu entschlüsseln. Dazu werden wir in neuronalen Zellkulturen sowie in Gehirnschnittkulturen Pathogenesemechanismen analysieren und maßgeschneiderte Therapieansätze untersuchen. Weiterhin beabsichtigen wir, neue relevante, bisher unbekannte koexistierende und solitäre AK und deren Zielstrukturen zu identifizieren. Wir erwarten, dass dieses Projekt die diagnostischen und therapeutischen Perspektiven für AE onkologischer PatientInnen erheblich verbessern wird.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

Dr. rer. nat. Ilka Isfort

Gerhard-Domagk-Institut für Pathologie
Universität Münster

Analyse des β-catenin Aktivierungsmechanismus im Synovialsarkom zur Etablierung innovativer, molekular gerichteter Therapieansätze

Synovialsarkome (SySa) sind maligne Weichgewebstumore, welche ein hohes Potential zur Metastasierung aufweisen. Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung haben eine schlechte Prognose, was nicht zuletzt auf einen Mangel effektiver Therapieansätze zurückzuführen ist. SySa sind molekularbiologisch charakterisiert durch eine spezifische chromosomale Translokation t(X;18). Das hieraus resultierende Fusionsprotein SS18::SSX ist der onkogene Treiber der Erkrankung, allerdings therapeutisch nicht direkt adressierbar. Deshalb ist es essenziell, die Fusionsprotein-abhängige Pathogenese des SySa zu entschlüsseln und somit neue, innovative Zielstrukturen zu identifizieren. Eigene Vorarbeiten haben gezeigt, dass das SS18::SSX Fusionsprotein die transkriptionelle Aktivität von β-catenin induziert, dass β-catenin für das Wachstum von SySa Zellen essenziell ist und dass in über 60% der SySa Tumorgewebeproben eine starke nukleäre β-catenin Positivität vorliegt. Bislang ist allerdings der SS18::SSX-vermittelte Aktivierungsmechanismus von β-catenin nicht bekannt. Diesen zu entschlüsseln ist Ziel des aktuellen Forschungsvorhabens mit dem Fokus therapeutisch nutzbare Zielstrukturen zu identifizieren.

Prof. Dr. med. Chantal Pauli

Institut für Pathologie und Molekularpathologie
Universität Zürich

RESIST-SARC: Ex vivo modelling of acquired chemotherapy resistance in high-grade soft tissue and bone sarcoma combned with molecular and pharmacologic target discovery

Sarkome sind sehr seltene und heterogene mesenchymale Tumore, für welche es nur wenig Behandlungsmöglichkeiten gibt und bei systemischer Erkrankung, Chemotherapie eingesetzt wird. Sarkome weisen sehr oft eine Chemotherapie-Resistenz auf und die Prognose ist schlecht. Unser Ziel ist es, die zellulären und molekularen Mechanismen der erworbenen Resistenz bei Sarkomen besser zu verstehen, um neue Therapieansätze zu finden. Zellautonome und Mikroenvironment-Signale, welche die Plastizität von Krebszellen steuern, werden mit Therapieansprechen oder Resistenz, dem Fortschreiten von Tumoren und der Metastasierung in Verbindung gebracht. Aufgrund der Seltenheit und dem Fehlen von repräsentativen Zellmodellen, sind solche Mechanismen bei Sarkomen bislang nicht untersucht. Mittels molekularen und funktonalen Analysen werden wir die Mechanismen der erworbenen Resistenz untersuchen und besser verstehen. Wir werden die Plastizitätsmechanismen der erworbenen Resistenz in ex vivo behandelten Sarkomzellen und ihren jeweiligen Tumorgewebeproben untersuchen und neue Arzneimittel-Kombinationen in resistenten Zellmodellen testen. Damit werden wir lernen wie man Resistenzen therapeutisch überwindet.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Prof. Dr. rer. nat. Eberhard Hildt

Abteilung Virologie
Paul-Ehrlich-Institut (PEI)

Charakterisierung eines HBsAg/HDAg-Nanopartikels als therapeutischer und prophylaktischer Impfstoff gegen Hepatitis-B- und Hepatitis-D-Koinfektion

Das Hepatitis-Delta-Virus (HDV) benötigt zur Virusmorphogenese das Oberflächenantigen HBsAg des Hepatitis-B-Virus (HBV) und kommt nur in Koinfektion mit HBV vor. Als Auslöser der aggressivsten bekannten viralen Hepatitis führt diese Infektion im Mittel nach 10 Jahren zur Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms (HCC) und ist bei ca. 15-20 Millionen Infizierten eine hochrelevante Ursache für die Entstehung eines HCC. Die therapeutischen Möglichkeiten sind begrenzt und zusätzliche prophylaktische und therapeutische Ansätze werden dringend benötigt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines präventiven und therapeutischen Impfstoffes gegen HDV. Dazu soll die im Labor des Antragstellers EH etablierte Plattformtechnologie in Form von zellpermeablen, antigenbeladenen Kapsiden eingesetzt werden. Als Antigene sollen einerseits die preS1/preS2-Domäne des LHBs-Proteins von HBV und andererseits das S-HDAg von HDV dienen. Dadurch sollen neutralisierende Antikörper induziert und eine HDV- und preS1/preS2-spezifische CD8+ T-Zell-Antwort ausgelöst werden. Dadurch sollen HDAg- bzw. HBsAg-positive Zellen zerstört und die Virusreplikation durch freigesetztes IFN-gamma gehemmt werden.

Prof. Dr. med. Jens U. Marquardt

Medizinische Klinik I
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Entschlüsselung der Rolle des DNA-Reparaturgens PARP-1 als therapeutisches Target beim KRAS-mutierten intrahepatischen Cholangiokarzinom

KRAS-Mutationen gehören zu den häufigsten genetischen Veränderungen beim Cholangiokarzinom (CCA) und sind mit einer schlechten Prognose assoziiert. Die Aktivierung des Signalweges führt zu intrazellulärem Stress, der RAS-getriebene Tumoren besonders anfällig für pro-onkogene Veränderungen macht. Die kritische Bedeutung der Poly(ADP-Ribose)polymerase1 (PARP-1) konnte kürzlich für verschiedene KRAS-mutierte Tumoren gezeigt werden, ihre genaue Rolle für CCAs ist jedoch noch unklar. In der ersten Förderperiode haben wir PARP-1 erfolgreich durch RNAi, CRISPR/Cas9 und pharmakologische Interventionen inhibiert. Parallel wurde ein Parp-1 Knockout Mausmodell mit iCCA Induktion durch hydrodynamische Schwanzveneninjektion kombiniert und phänotypische und molekulare Veränderungen in Kras-mutierten und Kras-Wildtyp iCCA verglichen. Die Ergebnisse bestätigten eine präferentielle Beeinträchtigung von KRAS-mutierten Zelllinien durch PARP-1-Inhibition. Ziel ist es nun, die Mechanismen der selektiven Reaktion von KRAS-mutierten Tumoren im Detail zu charakterisieren. Darüber hinaus wollen wir in translationalen Ansätzen identifizierte molekulare Targets in therapeutische Interventionen überführen.

Dr. rer. physiol. Shiv Singh

Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinale Onkologie & Endokrinologie
Georg-August-Universität Göttingen

Zielgerichtete Beeinflussung des AXL-Signalhubs zur therapeutischen Beeinflussung der Tumorstroma-Plastizität im Pankreaskarzinom

Insgesamt bleibt die Prognose des duktalen Pankreaskarzinoms (PDAC) schlecht, mit einer 5-Jahres-Überlebensrate unter 10%. Insbesondere für fortgeschrittene Patienten im Stadium III/IV verschlechtert sich die Prognose weiter, mit einer Überlebensrate von weniger als 3% in 5 Jahren. Das PDAC zeigt eine komplexe molekulare Heterogenität innerhalb neoplastischer und stromaler Kompartimente. Zwei klinisch relevante PDAC-Subtypen, der metastatische und chemo-resistente basalartige sowie der besser behandelbare klassische Subtyp, weisen unterschiedliche transkriptionelle Profile auf. In der vorherigen Förderung identifizierten wir ein neues ROBO3-AXL-Signal, das den basalartige Phänotyp bestimmt. Während die AXL-Expression mit neoplastischem WNT10A und IL-6-exprimierenden krebsassoziierten Fibroblasten (CAF) in den FACS-sortierten PDAC-Patientenproben assoziiert war. AXL-defiziente Zellen zeigten eine deutliche Reduktion der inflammatorischen Reaktion, der Chemotaxis und der Kollagenbildung. Es bleibt jedoch unklar, die AXL die parakrine Signalgebung reguliert, um die programmatische Veränderung stromaler Zellen zu modulieren, die zu metastatischem Fortschreiten und Therapieansprechen führt. Daher schlagen wir vor, zu untersuchen (i) wie neoplastisches AXL inflammatorische CAFs/Immunzellen rekrutiert; (ii) die Expression von neoplastischem IL1α/β, WNT10A, IL-6 und Subtyp-spezifischen Markern; (iii) die Plastizität des Tumorstromas durch gezielte Beeinflussung neoplastischer und stromaler Faktoren zu untersuchen; und (iv) kombinierte therapeutische Strategien gegen das mit AXL assoziierte regulatorische Netzwerk zu testen. Unser Ziel ist es, die Mechanismen und therapeutischen Möglichkeiten des AXL-vermittelten Signalhubs im PDAC vollständig zu erfassen.

2023

Brustdrüse

Prof. Dr. rer. nat. Kerstin Borgmann

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie
Universität Hamburg

Modulation der Immunantwort durch BRCA1 beeinflusst die Strahlenempfindlichkeit in Brustkrebszellen.

Die Immuntherapie ermöglicht die Erweiterung bestehender Therapien für Patientinnen mit einem Triple-negativen Brustkrebs. Aktuelle Biomarker berücksichtigen Mutationslast und PD-L1-Status des Tumors. Mutationen in Genen des DNA-Reparaturweges Homologe Rekombination haben das Potential zu einer erhöhten Mutationslast zu führen. Wir zeigten, dass Mutationen in BRCA1 Exon-spezifisch zu Strahlensensibilisierung oder -resistenz führen. Die Resistenz war mit geringerem DNA-Replikationsstress und geringer Aktivierung der intrazellulären Immunantwort assoziiert. Unklar ist, welche differentiell regulierten Proteine des cGAS/STING Signalweges, in Abhängigkeit des BRCA1-Status und der Strahlenresistenz, zur Verstärkung der intrazellulären Immunantwort führen können. Ob die extrazelluläre Immunantwort durch Veränderung der intrazellulären beeinflusst werden kann und die Strahlensensibilität beeinflusst, ist ebenfalls nicht bekannt. Daher ist das Ziel des Projektes, ein besseres Verständnis der Wechselwirkung von DNA-Reparatur und Immunantwort nach Bestrahlung herzustellen, um die Therapieoptionen für Patientinnen mit einem strahlenresistenten Tumor zu erweitern.

Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat. Gero Brockhoff

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
Universität Regensburg

Verifizierung des HER4-Rezeptors als prädiktiven Biomarker für die Behandlung des Östrogenrezeptor-positiven Mammakarzinoms mit Tamoxifen und Abemaciclib

Die Tamoxifen- und Abemaciclibtherapie sind tragende Säulen für die Therapie des Östrogenrezeptor-positiven Mammakarzinoms, jedoch sind de-novo und akquirierte Resistenzen sowie Tumorprogressionen unter diesen Behandlungen häufig. Ziel dieser Projektarbeit ist die Verifizierung des HER4-Rezeptors als prädiktiven Marker für beide Behandlungsmodalitäten. Nach umfangreichen in-vitro Untersuchungen in der vorangegangenen Projektlaufzeit soll dies nun vertieft auf Basies Humanisierten-Tumormaus-Modells (HTM) geschehen. Dazu werden die begonnenen und derzeit noch durchgeführten, tierexperimentellen Ansätze mit HER4/ER doppelt positiven Zellen finalisiert und ergänzt durch die Verwendung von CRISPR/Cas9 generierten HER4 Gen knock-out Zellen. HTM mit HER4-positiven und –negativen Tumoren werden mit Tamoxifen und Abemaciclib therapiert. Umfangreiche Analysen des Tumorwachstums, der Tumorzellstreuung, Metastasierung und Phänotypisierungen der humanen Tumor- und Immunzellen werden in Abhängigkeit der Behandlung und der HER4 Expression durchgeführt. Die Arbeiten werden zur Optimierung und Präzisierung der Behandlungsmodalitäten des luminalen Mammakarzinoms beitragen.

Dr. rer. nat. Roman Hennel

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Evaluierung von subtypspezifischen, zelltodmechanismus-basierten Kombinationstherapie-Ansätzen für die Radiotherapie des Mammakarzinoms in vitro und in vivo.

Im vorliegenden Antrag werden wir translationale Strategien zur subtypenspezifischen Behandlung des Mammakarzinoms entwickeln. Dies geschieht durch die gezielte Eskalation des strahlungsinduzierten Tumorzelltods sowie der Radiosensibilisierung in Abhängigkeit des transkriptomischen Mammakarzinomsubtyps. Grundlage hierfür bilden die Erkenntnisse des Vorgängerprojekts 2020.026.1. In diesem Projekt konnten wir zeigen, dass strahlungsinduzierte Zellschicksalsentscheidungen wie Zelltod und Seneszenz vom transkriptomischen Subtyp des Mammakarzinoms abhängig sind. Dabei konnten wir die beteiligten subtypspezifischen Zelltodmechanismen aufklären und die Bedeutung der Seneszenz für das klonogene Tumorzellüberleben in klinisch relevanten Fraktionierungsregimen darlegen. Im vorliegenden Fortsetzungsantrag haben wir daher zum Ziel, aus den bisherigen Erkenntnissen translationale Kombinationstherapie-Ansätze in Abhängigkeit des transkriptomischen Mammakarzinomsubtyps zu erarbeiten. Die Ergebnisse dieses Projekts werden dazu beitragen, neue Behandlungsmöglichkeiten vor allem für therapeutisch schwer zugängliche Mammakarzinomsubtypen zu entwickeln.

Dr. rer. nat. Kerstin Menck

Medizinische Klinik A
Universität Münster

Identifizierung von neuen Regulatoren der Biogenese von großen extrazellulären Vesikeln mit Implikationen für die Tumorprogression

Extracellular vesicles (EVs) transport biomolecules between cells. In cancer, tumor cells misuse EVs to create a microenvironment favoring tumor progression. The malignant phenotype of tumor EVs depends on their cargo, which comprises a plethora of tumor-stimulatory factors. However, how these factors end up on tumor EVs is still unclear and thus, approaches to target EV secretion are lacking. By profiling the cargo of large EVs (lEVs) from breast cancer cells, we have identified three novel marker proteins for tumor lEVs. Knockdown experiments revealed that all three proteins furthermore regulate lEV protein cargo. The first aims of this proposal are thus to elucidate their mode of action for lEV biogenesis and malignant phenotype. Using cell biological and biochemical assays, we will identify their interaction partners and investigate their influence on lEV-induced tumor cell migration and adhesion. The second aim is to use our lEV biobank to develop a flow cytometry-based tumor lEV signature and correlate it with patient data. Thus, this project will not only pave the way for understanding lEV secretion, but also for exploiting tumor lEV-specific cargo as novel cancer biomarker.

Dr. Leonhard Möckl

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
Max-Planck-Gesellschaft

Unraveling the interplay between oncogenic events, glycocalyx state and cellular behavior

Every cell in the human body is decorated with a complex array of glycoconjugates, collectively termed “glycocalyx”. Biochemical and clinical observations have tied this ubiquitous component to processes of vital importance to human health – from embryogenesis to cancer progression. However, the glycocalyx has remained outside mainstream models of cellular behavior, thus, its potential as a therapeutic target is largely untapped. The research outlined here will fill this critical knowledge gap in the context of cancer progression. The glycocalyx presents two key challenges: (i) it cannot be predictably modulated with genetics, and (ii) its fine structure cannot be resolved with conventional light microscopy. This proposal will overcome these challenges. By combining dataset mining and CRISPR screens with cutting-edge super-resolution localization microscopy and phenotypical assays, nanometer-scale glycocalyx organization will be linked to functional effects at the cellular behavior. By the conclusion of the funding period, the proposed project will bring the glycocalyx into textbook models of cancer biology and pave the way to gene-inspired glycocalyx-targeting therapeutics.

Endokrines System

Prof. Dr. rer. nat. Natalia S. Pellegata

Institut für Diabetes und Krebs
Helmholtz Zentrum München

Bekämpfung maligner Paragangliome mit einzigartigen humanen und murinen Tumormodellen

No effective therapy currently exists for aggressive/metastatic paraganglioma (PPGL), which results in poor patient outcomes. These tumors are categorized into three molecular subtypes—pseudohypoxic, kinase signaling, and Wnt-activated cluster—based on genetic mutations and gene expression. Among these, the pseudohypoxic (P)-PPGL subtype exhibits the highest aggressiveness. The absence of suitable models for malignant PPGLs has impeded the discovery of predictive biomarkers and therapeutic targets. Our team has dedicated years to establishing and characterizing relevant models. Our unique rat model, MENX, mimics all P-PPGL features and enabled the identification of an overexpressed G-protein coupled receptor with potential as an imaging and therapeutic target. Additionally, we successfully generated the first human patient-derived xenograft (PDX) model for metastatic PPGLs. This PDX model bridges a crucial gap in the quest for a representative human PPGL model. Once extensively characterized for tumor stability, progression, and pathway activation, this PDX model will serve as a platform for innovative therapeutic strategies.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Dr. Aysel Ahadova

Pathologisches Institut des UKHD
Universität Heidelberg

INDICATE – Individuelles HLA-abhängiges Tumorrisiko beim Lynch-Syndrom

Lynch-Syndrom (LS) ist das häufigste erbliche Tumorsyndrom mit >300.000 Betroffenen in Deutschland. LS-Anlageträger haben ein erhöhtes Krebsrisiko, das jedoch zwischen Anlageträgern und LS-Familien stark variiert. Es besteht ein hoher medizinischer Bedarf an präziseren Risikoabschätzungen, die eine maßgeschneiderte Krebsprävention ermöglichen. Unsere Vorarbeiten (2016.056.1) haben das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Immunzellen und Tumorzellklonen bei LS wesentlich verbessert und den HLA-Genotyp als einen der entscheidenden Faktoren bei der Tumor-Immunüberwachung identifiziert. Um die Rolle des HLA-Genotyps bei Tumorentstehung in LS systematisch zu analysieren, haben wir ein internationales Netzwerk aufgebaut (INDICATE, indicate-lynch.org). Aufgrund der entscheidenden Rolle des Immunsystems, vorhersagbarer Tumorantigene und einer genetisch definierten Risikopopulation stellt das LS ein ideales Modell dar, um den Einfluss des HLA-Genotyps auf das Krebsrisiko zu untersuchen. Das Projekt wird zu risikoadaptierten Krebspräventionsstrategien für LS-Träger beitragen und einen universellen wissenschaftlichen Ansatz zur Analyse des HLA-Genotyp-abhängigen Krebsrisikos etablieren.

Prof. Dr. med. Heike Allgayer

Medizinische Fakultät Mannheim
Universität Heidelberg

Spezifische genomische Läsionen in Metastasen des kolorektalen Karzinoms und ihre Relevanz für Tumorbiologie, Metastasierungskaskade und Therapieantwort

Trotz personalisierter Krebstherapie sind Metastasen unverändert das größte ungelöste Problem. Mit der 2018 größten Gesamtgenomstudie zu Metastasen des kolorektalen Karzinoms (CRC) stellten wir neue genomische/molekulare Komponenten vor, die ggf. für eine metastasenspezifischere Therapie relevant sind 1. Hierzu gehören Mutationen in Rho-Guanin-Nukleotid-Austauschfaktor (ARHGEF)-Genen mit ggf. Einfluss auf durch epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR)/RAS initiierte, aber auch Src-vermittelte Signalwege, sowie Mutationen in BRCA2 bzw. BRCA-artige Mutationsmuster während der CRC-Metastasierung. CRC-Patienten sprechen z.T. nicht auf EGFR-Therapie an, obwohl sie nach KRAS-Mutationen stratifiziert sind. Auch für neue Therapeutika wie Src- oder PARP-Inhibitoren beim CRC fehlt es an suffizienten Biomarkern, die eine Therapieantwort ausreichend vorhersagen. Unser Ziel ist es, 1. zu analysieren, wie spezifische neue ARHGEF- und BRCA2-Mutationen die Proteinfunktion und spezifische Schritte der Metastasierungskaskade (Migration, Invasion, Intravasation, Metastasierung) modifizieren und 2. inwiefern sie das Therapieansprechen auf EGFR-, Src- und PARP-Inhibitoren beim CRC beeinflussen.

Dr. rer. nat. Nadia El Khawanky

Zentralinstitut für Translationale Krebsforschung
Technische Universität München (TUM)

Modulation angeborener Immun-Mechanismen im Tumor Mikromilieu zur Verbesserung der CAR T-Zell Therapie in soliden Tumoren (AURORA)

Chimäre Antigen-Rezeptor (CAR) T-Zellen sind eine erfolgsversprechende Form der Krebs- Immuntherapie. Resistenzmechanismen in Tumorzellen sowie das immunsuppressive Mikromilieu besonders in soliden Tumoren bleiben eine große Herausforderung in deren Anwendung. Gemeinsam mit weiteren Arbeiten legen unsere Vordaten nahe, dass unzureichende Aktivierung von Nukleinsäure-Rezeptoren und damit verbundene Defekte in Zelltod-Signalwegen ein Tumorresistenzmechanismus gegen CAR T-Zellen darstellen könnten. Wir vermuten, dass therapeutische Aktivierung des RNA-Rezeptorsystems RIG- I/MAVS bzw. des DNA-Sensors cGAS/STING die Funktion von CAR T-Zellen gerade in soliden Tumoren verbessern kann. Wir werden daher mittels immunkompetenter Turiner Tumormodelle sowie humaner Tumororganoid-Kulturen systematisch die Rolle dieser Nukleinsaure-Rezeptoren fur die CAR T-Zell Therapie untersuchen. Durch Einsatz genetischer Mausmodelle sowie CRISPR-Mutagenese werden wir deren Funktion sowohl in Tumor als auch Immun-Zellen analysieren. Diese Untersuchungen werden zu einem besseren Verständnis von Resistenzmechanismen führen,

Dr. med. Julius C. Fischer

Klinik und Poliklinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie
Technische Universität München (TUM)

Pathogenese und experimentelle Strategien zur Behandlung von intestinalen Gewebeschäden nach Strahlentherapie in Kombination mit Immun-Checkpoint-Inhibitoren

Die Immun-Checkpoint-Blockade (ICB) hat die Krebstherapie revolutioniert. Aber auch die ICB hat eine Schattenseite. Etwa 90 % der Patienten entwickeln immunvermittelte Nebenwirkungen (irAEs). Gleichwohl intestinale Nebenwirkungen zu den häufigsten irAEs gehören, sind die Mechanismen unzureichend verstanden. Unabhängig davon gibt es ein starkes Wachstum klinischer Studien, die ICB mit konventionellen Therapien wie einer Strahlentherapie (RT) kombinieren. Intestinale Toxizität ist auch eine häufige Komplikation nach RT. Bisher ist erst wenig über das Risiko und mögliche Mechanismen von Nebenwirkungen nach kombinierter Radioimmuntherapie (RIT) bekannt. Unsere vorläufigen Daten zeigen deutlich, dass die simultane RIT bei Mäusen starke Darmschäden induzieren kann. Von großer klinischer Bedeutung ist außerdem unsere Beobachtung, dass eine Vorbehandlung mit ICB, gefolgt von einer RT, die Darmtoxizität nicht verstärkt, wohingegen eine RT, gefolgt von einer sequentiellen ICB, zu starken intestinalen Schäden führen kann. Unser Ziel ist es die biologischen Mechanismen schwerer intestinaler Gewebeschäden nach RIT zu analysieren und Strategien für die Prävention und Therapie zu erforschen.

Prof. Dr. med. Georg Häcker

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Die Caspasen-aktivierte DNAse (CAD) bei Tumorentstehung und Tumorevolution

hronische Entzündungen und Infektionen sind häufig mit menschlichen Tumoren assoziiert. Wir haben die Hypothese untersucht, dass die endogene DNAse CAD, die durch mitochondriale Signale aktiviert werden kann, durch die Einführung von genomischen Mutationen zur Tumorentstehung beitragen kann. Mitochondriale Signale entstehen im Signalweg der Apoptose, jedoch ohne Zelltod zu induzieren („subletale Signale“). Wir haben diese Signale bei allen untersuchten Infektionen und mit allen Entzündungsstimuli identifiziert und gefunden, dass CAD in diesen Situationen tatsächlich mutagen sein kann. Wir wollen hier dieses Konzept durch weitere Analysen und bioinformatische Auswertungen vervollständigen. Auf Basis unserer neueren Daten formulieren wir weiter die Hypothese, dass CAD auch an der Mutagenese durch unmittelbar DNA-schädigende Agentien wie Sauerstoffradikale, Chemikalien und bakterielle Toxine beteiligt ist; diese Hypothese wollen wir weiterhin testen. Letztlich weisen unsere Daten darauf hin, dass CAD nicht nur durch Mutationen, sondern auch bei chromosomaler Instabilität in Tumoren eine Rolle spielt, und wir wollen diese mögliche Rolle von CAD bei der Tumorevolution verstehen.

Prof. Dr. Andrew Janowczyk

Département d’oncologie
Universität Genf

CDxTRG+: ein automatisiertes, auf Deep Learning basierendes Tumor-Regressionsgrading-Tool zur Prognosevorhersage bei Speiseröhrenkrebs.

Schemata für die histomorphologische Graduierung der Tumorregression (TRG) neoadjuvant behandelter gastrointestinaler (GI) Tumore liefern wichtige prognostische Informationen. International gibt es noch keinen Konsens für ein spezifisches Graduierungssystem, was u. a. an einer relevanten Interobserver-Variabilität der befundenden Patholog*innen bei der Anwendung der verfügbaren Systeme liegt. Hypothese: Eine präzisere Charakterisierung, die auf bestehenden TRG-Systemen aufbaut und durch computergestützte digitale Pathologie auf digitalisierten Schnittpräparaten ausgeführt wird, verbessert die prognostische Stratifizierung von Patient*innen mit GI Tumoren. Unser Ziel ist, einen einzigartigen Multi-Reader-Datensatz mit unserer etablierten Deep-Learning-Technologie zu nutzen, um gängige TRG-Systeme deterministisch zu überprüfen und durch ein computergestütztes Diagnosewerkzeug (CDx) zu erweitern. TRG-Systeme quantifizieren primär die therapiebedingte Fibrose oder den Resttumor, Parameter, deren visuelle Schätzung mit Ungenauigkeiten einhergeht. Im Gegensatz dazu haben eigene Vorarbeiten gezeigt, dass CDx in der Lage ist, derartige Aufgaben mit besonders hoher Präzision durchzuführen.

Prof. Dr. med. Ulrich Keller

Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Synthetische Letalität – Ein Konzept zur Therapie eines aggressiven Pankreaskarzinom Subtyps

In unseren initialen pharmakologischen und genetischen Screeningexperimenten konnten wir einen synergistischen Effekt zwischen dem SUMOylierungsinhibitor TAK-981 und Inhibitoren des PI3K/AKT Signalwegs identifizieren. Auf Basis dieser Erkenntnisse planen wir in der dritten und letzten Förderperiode dieses Projektes Biomarker zu identifizieren, die prädiktiv für die Effektivität dieser Kombinationsbehandlung sind. Dazu werden wir gezielte genetische „gain-/ und loss-of-function“ Experimente durchführen um solche prädiktiven Biomarker zu ermitteln. Prädiktive Biomarker für die Vorhersage der Wirksamkeit von PI3Ki/AKTi plus TAK-981 Kombinationstherapie werden in relevanten präklinischen Patienten-abgeleiteten Organoid (PDO) Modellen in vitro validiert. Diese Experimente sollen einen direkte klinische Tranlation in eine Phase-1/2 Studie ermöglichen.

Prof. Dr. rer. nat. Maik Luu

Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

LactoCAR – Enforcing Cellular Cancer Immunotherapy with microbiome-derived lactate stereoisomers

In the context of adoptive immunotherapy for cancer, T cells from patients or healthy donors are equipped with e.g. synthetic, chimeric antigen receptors (CARs) to confer tumor antigen specificity and other attributes that enhance potency and longevity. However, the immunosuppressive microenvironment of solid tumors inhibits infiltration and functionality of CAR T cells significantly. Patient-specific factors such as the microbiome have been shown to boost the efficiency of immunotherapies like checkpoint blockade. Recently, we have shown that microbial metabolites from commensal bacteria are capable of increasing the antitumor activitiy of TCR and CAR T cells in a model of solid pancreatic tumors. The goal of the LactoCAR is to investigate the impact of the Lactobacillus metabolites L- and D-lactate on T cell differentiation as an example for the microbiome-immunotherapy-axis. Thereby, cytotoxic effector programs and their underlying mechanisms will be identified in order to guide the improvement of antitumor capacity using modified CAR T cells.

Dr. med. Elisabeth Meedt

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
Universität Regensburg

Intestinale IgA positive Zellen als Prädiktoren eines Rezidivs nach allogener Stammzelltransplantation – Analyse der Pathomechanismen

Die allogene Stammzelltransplantation ist ein kurativer Therapieansatz für hämatologische Neoplasien. Für die langfristige Kontrolle der Grunderkrankung ist der Graft-versus-Leukämie Effekt der Spenderimmunzellen (GvL) verantwortlich. Unsere Gruppe konnte erstmals zeigen, dass das Persistieren intestinaler IgA positiver (IgA+) Plasmazellen ein starker Prädiktor von Leukämie-Rezidiven ist. Die diesem neuen Befund zugrundliegenden Pathomechanismen sollen nun untersucht werden: Chimärismusanalysen der Plasmazellen im Darm sollen klären, ob persistierende IgA+ Zellen des Empfängers einen unzureichenden GvL Effekt der alloreaktiven Spenderzellen signalisieren und ein Rezidiv der Grundkrankheit vorhersagen. Mit immunologischen Analysen soll die alternative Hypothese überprüft werden, dass es sich bei diesen Zellen um regulatorische B Zellen handelt, die aktiv Spenderimmunzellen an der GvL Reaktion hindern. Mikrobiom-Analysen (16S rRNA) aus Stuhl- und Gewebeproben sollen klären, ob Mikrobiota die Treiber einer klonalen Expansion dieser Zellen sind. Aufbauend auf den Ergebnissen könnten in Zukunft prognostische Tests zur Steuerung des GvL Effekts entwickelt werden.

PD Dr. rer. physiol. Dirk M. Nettelbeck

Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Immunvirotherapie Gastrointestinaler Tumore basierend auf neuen Adenovirus Serotypen mit höherer onkolytischer und immunstimulierender Wirksamkeit

Onkolytische Adenoviren (OAds) sind Krebstherapeutika, die Tumorzellen durch selektive Infektion zerstören und antitumorale Immunantworten auslösen. Ziel des Projektes ist es, eine neue Generation Effizienz-verbesserter OAds zu entwickeln, die für effektive Therapien, besonders auch bei häufigeren Tumoren, benötigt werden. Die OAd-Forschung hat sich bisher fast ausschließlich auf einen der >100 Ad-Serotypen konzentriert. In umfassenden Screens und Analysen von Ad-Serotyp-Bibliotheken in Patienten-abgeleiteten Pankreaskarzinom Zellkulturen und primären Immunzellen konnten wir bereits unsere Arbeitshypothese bestätigen: die meisten Ad-Serotypen zeigten eine z.T. erheblich stärkere Tumorzelllyse als der prototypische Ad-Serotyp. Dabei wiesen die Kulturen, je nach molekularem Tumor-Subtyp, distinkte Spektren an Sensitivitäten für Ad-Serotypen auf. Ein Ad-Serotyp zeigte einzigartige Immuneigenschaften. In einer Projektfortsetzung möchten wir aus den potentesten Ad-Serotypen tumorspezifische OAds entwickeln, deren Immuneigenschaften vertieft charakterisieren und personalisierte Virotherapieansätze etablieren. Perspektivisch ist die Translation dieser OAds neuer Generation geplant.

PD Dr. Christian Reinert

Diagnostische und Interventionelle Radiologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Prospektive Evaluation einer späten PET/CT-Akquisition zur Verbesserung der diagnostischen Differenzierung von vitalem Tumorgewebe und entzündlichen Veränderungen bei klinisch indizierten Untersuchungen mit [18F]-Fluordesoxyglukose.

Die PET/CT ist fester Standard in der Onkologie, hat jedoch relevante Limitationen bei Tumoren mit niedriger Stoffwechselaktivität und der Differenzierung zwischen inflammatorischen Prozessen und therapieassoziierten Gewebsveränderungen. Der Zeitpunkt der Datenakquisition ist durch die kurze Halbwertszeit der Radionuklide vorgegeben. Eine Messung zu einem späteren Zeitpunkt geht i.d.R. mit einer besseren Aufnahme des Radionuklids in die Zielstruktur einher, mit dem Potenzial eines höheren Tumor-zu-Hintergrund-Kontrastes. Der neu entwickelte Biograph Vision Quadra®-PET/CT-Scanner von Siemens Healthineers weist im Vergleich zu den bisherigen Scannern eine 10-fach höhere Sensitivität auf, weshalb mit [18F]FDG auch nach zusätzlichen Halbwertszeiten noch adäquat gemessen werden kann. Ziel unserer prospektiven Studie ist es zu evaluieren, ob mithilfe des verbesserten Signal-zu-Rausch Verhältnisses durch späte PET/CT-Messungen zwischen therapieassoziierten Veränderungen, Entzündungen und Tumorgeschehen mit größerer Spezifität unterschieden werden kann. Es werden bildgebende Stoffwechselmarker erhoben, analysiert und mit histopathologischen Daten sowie dem Krankheitsverlauf korreliert.

Prof. Dr. rer. biol. hum. habil. Christoph Reinhardt

Centrum für Thrombose und Hämostase (CTH)
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Mikrobiom-abhängige Regulation des Hedgehog-Signalwegs über Toll-like Rezeptor-2 in der entzündungsabhängigen Entstehung kolorektaler Karzinome

Mittels Gnotobiotik konnte ein kausaler Zusammenhang zwischen der Besiedlung mit Mikrobiom und der Entstehung von kolorektalen Tumoren im DSS/AOM-Modell nachgewiesen werden. Interessanterweise wurde im konditionalen Knockout-Mausmodell eine protektive Wirkung von epithelial exprimiertem Toll-like Rezeptor-2 (TLR2) identifiziert. Im Rahmen des Fortsetzungsantrags soll die Zelltyp-spezifische Rolle des epithelialen TLR2 genau definiert werden. Die Wirkung des Darmmikrobioms auf den Hedgehog-Signalweg, welcher an der Entstehung des kolorektalen Karzinoms beteiligt ist, ist bislang unerforscht. Mittels Spatial Transcriptomics-Analysen soll der Einfluss der zelltyp-spezifischen TLR2-Defizienz auf den Hedgehog-Signalweg untersucht werden. Zudem soll die identifizierte Wirkung des epithelialen Hedgehog-Liganden Indian Hedgehog (IHH) untersucht werden, indem induzierbare Enterozyten-spezifische Ihh-defiziente Mäuse den AOM-DSS-induzierten kolorektalen Karzinogenese-Modell unterzogen werden. Ziel des Projektes ist die Erforschung der funktionellen Regulation des Hh-Signalwegs durch den epithelialen TLR2-Signalweg als Zelltyp-spezifisches Target zur Entwicklung neuer Immuntherapien.

Prof. Dr. med. Gernot Stuhler

Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Identifizierung und immuntherapeutische Eliminierung des Tumor-Stammzell-Kompartiments beim kolorektaler Karzinom

Krebsstammzellen (CSCs) zeichnen für die Initiierung, Metastasierung und das Wiederauftreten von kolorektalen Karzinomen (CRC) nach zytostatischer Therapie verantwortlich. Um die Plastizität von CSC zu charakterisieren, werden wir verschiedene Subpopulationen mittels Hemibodies aus heterogenem CRC-Gewebe eliminieren und die Fähigkeit der verbleibenden Zellen untersuchen, Tumore und Metastasen zu regenerieren. Hemibodies sind Antikörperfragmente, die nach Bindung an eine zwei distinkte Antigene T-Zellen zur Lyse exklusiv der CSC-Zielzellen rekrutieren. Unter Verwendung eines etablierten Satzes validierter Hemibodies werden wir die Größe und das Marker-Profil des CSC-Kompartiments identifizieren, das für eine definitive Tumorkontrolle adressiert werden muss. Wir setzten scRNA-Sequenzierungen, Durchflusszytometrie und immun-histologische Techniken ein, um Gene und Signalwege zu charakterisieren, die mit (De)-Differenzierung-Prozesse und -Plastizität assoziiert sind. Wir werden die molekularen Signaturen mit funktionellen Analysen in Organoiden und PDX-Modellen zusammenführen, um eine immuntherapeutische Intervention des CRC mittels kombinatorischer Hemibodies zu etablieren.

Dr. med. Joseph Tintelnot

II. Medizinische Klinik und Poliklinik Onkologie und Hämatologie
Universität Hamburg

Testing the role of immune cell-derived TIMP1 in promoting therapy resistance in pancreatic cancer

Patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) have a devastating prognosis since 50% of patients die within 4 months after diagnosis. Chemotherapy with FOLFIRINOX (oxaliplatin, 5-FU, irinotecan and leucovorin) extends the mean survival to almost a year, however, only some patients respond to the applied chemotherapy and the reasons for this remain unclear. Immunotherapies that have substantially increased the survival of many cancer patients, e.g. melanoma or lung cancer, do not yet work in PDAC. Thus, there is a strong unmet clinical need to understand mechanisms of resistance to standard of care chemotherapeutic combinations and immunotherapies in order to extend the survival of patients. My preliminary data shows that tissue inhibitor of metalloproteases-1 (TIMP1) is especially increased in macrophages infiltrating human PDAC after FOLFIRINOX treatment. Considering that TIMP1 can directly affect cancer cells or indirectly increase the density and stiffness of the PDAC stroma which can limit the efficacy of chemotherapies, I hypothesize that immune-cell and specifically macrophage-derived TIMP1 mediates resistance to FOLFIRINOX in PDAC.

Genitaltrakt, männlich

Dr. rer. nat. Steffi Herold

ProstatakarzinomInduction of transcription-replication conflicts as a new therapeutic approach for patients with advanced prostate cancer

This project aims to determine whether the induction of transcription-replication conflicts (TRCs) is a therapeutic approach for patients with advanced prostate cancer (PCa). PCa is a transcription-driven tumor that arises as an androgen-dependent primary tumor and progresses to androgen-independent forms termed castration-resistant prostate cancer (CRPC) or neuroendocrine prostate cancer (NEPC). The expression of different MYC paralogues is closely linked to the biology of PCa, as CRPC expresses MYC and NEPC expresses MYCN. The high rate of transcription leads to collisions of the polymerase complexes that control transcription and replication, resulting in TRCs. If TRCs are not resolved, DNA breaks occur, triggering apoptosis. Tumors rely on specific mechanisms to prevent TRCs. We have shown that a key oncogenic function of MYCN is to resolve TRCs, identified the mechanism and demonstrated that its inhibition has a major therapeutic effect. In preliminary work, we found that MYC and MYCN rely on different mechanisms to resolve TCRs in PCa and hypothesize that the mechanisms that resolve TRCs are targets for therapy in PCa that have not yet been explored as a treatment strategy.

Prof. Dr. rer. nat. Daniel Nettersheim

Medizinisches Forschungszentrum 1 - Urologisches Forschungslabor
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Die molekularen und epigenetischen Mechanismen der Aktivierung von krebsassoziierten Fibroblasten durch die Interaktion mit Keimzelltumoren

Germ cell tumors (GCT) are the most common solid tumors of young men (14-44 years). A cisplatin-based chemotherapy is highly efficient, but 15% of patients acquire therapy resistance despite adequate multimodal treatments. Such patients are usually incurable and face an awful prognosis with a life expectancy of a few months. The molecular and epigenetic mechanisms leading to cisplatin resistance are still enigmatic and therapeutic concepts are lacking. In this study, we aim at deciphering the mechanisms of cisplatin resistance on DNA methylation, histone modification and proteome level in a unique longitudinal cohort of refractory GCT, allowing to study the temporal dynamics and kinetics of cisplatin resistance and deduce novel therapeutic targets. Therefore, modern methods, like DNA methylation arrays, phospho-antibody-arrays and liquid-chromatography coupled to mass spectrometry will be used. In summary, this study will considerably increase knowledge on cisplatin resistance mechanisms on several molecular and epigenetic levels in a temporally resolved manner in a unique cohort of matched longitudinal refractory GCT samples.

Haut + malignes Melanom

Dr. rer. nat. Stephanie Arndt

Klinik und Poliklinik für Dermatologie
Universität Regensburg

Kombinationstherapie von kaltem atmosphärischem Plasma (KAP) und photodynamischer Therapie (PDT) zur Verbesserung der Behandlung aktinischer Keratosen

Unter aktinischer Keratose (AK) werden rötliche, manchmal auch hautfarbene, Rauigkeiten in lichtgeschädigter Haut verstanden, die als Vorstufe des Plattenepithelkarzinoms (PEK) gelten. Die photodynamische Therapie (PDT) mit dem Photosensibilisator 5-Aminolävulinsäure (ALA) oder ihrem Methylester Methylaminolävulinat (MAL) in Kombination mit rotem Licht ist eine für die Behandlung von AK etablierte Therapie, welche durch die Penetrationstiefe der Photosensibilisatoren in die Haut limitiert ist. Durch die Entwicklung wirksamer penetrationsfördernder Maßnahmen kann die Effektivität der AK-Behandlung gesteigert werden. Kaltes atmosphärisches Plasma (KAP) ist ein teilweise ionisiertes Gas, mit penetrationsfördernder und krebshemmender Fähigkeit. Durch eine Kombinationstherapie von KAP und PDT könnte die Aufnahme und die Penetration des Photosensibilisators erhöht und durch die antitumorigene Wirkung von KAP der Behandlungserfolg von AK in dualer Weise verbessert werden. Diese Hypothese soll im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens überprüft werden.

Dr. Luís Miguel Ferreira de Almeida

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Imunosuppression-resistant, tumor-specific T cells as a therapeutic strategy against established tumors – a preclinical study

Tumor-infiltrating regulatory T cells (Tregs) express T-cell receptors (TCRs) that are specific for tumor antigens. Because Tregs suppress immune responses, their specificity towards tumor antigens contributes to the prevention of anti-tumor immunity. To date, no tool exists to to prevent Treg-dependent immunosuppression of effector cells. We hypothesize that the tumor-specific TCR repertoire of Tregs can be redirected towards an anti-tumor, pro-inflammatory rather than anti-inflammatory role. If these Tregs can be isolated, expanded, and reprogrammed genetically, these cells can be turned into pro-inflammatory cells. Furthermore, techniques exist that allow for the de novo generation and expansion of antigen-specific T cells in vitro, from both naïve and memory T cell pools. Based on data from us and others, we will overexpress phosphodiesterases in tumor-specific Tregs and effector T cells. The former should lose their Treg identity and suppressive function, while the latter should become less susceptible to Treg-mediated suppression. Either strategy is feasible to be translated to human patients if the preclinical data is promising.

Prof. Dr. Birgit Schittek

Sektion Dermatologische Onkologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Klinische Relevanz von RSK-Inhibitoren auf das Wachstum von Melanomzellen mit hyperaktiviertem MAPK-Signalweg

Der MAPK-Signalweg ist beim malignen Melanom häufig überaktiviert und spielt eine zentrale Rolle bei der Proliferation und dem Überleben von Tumorzellen. Dementsprechend hat sich seine Hemmung als effiziente Behandlungsoption bei Melanomen mit BRAF-Mutationen erwiesen. Es besteht jedoch weiterhin ein dringender Bedarf an wirksamen zielgerichteten Therapien für andere Melanom-Untergruppen mit konstitutiver MAPK-Aktivierung. Die ribosomalen p90-S6-Kinasen (RSKs) sind zentrale Effektoren der MAPK-Signalgebung. Wir konnten in unseren Vorarbeiten zeigen, dass Wachstum und Überleben nicht nur von BRAF-, sondern auch von RAS- und NF-1-mutierten Melanomzellen durch RSK-spezifische niedermolekulare Inhibitoren signifikant beeinträchtigt werden. Daneben verbessert die RSK-Hemmung auch die Differenzierung und Immunogenität der Tumorzellen. In dem beantragten Forschungsvorhaben möchten wir die Wirksamkeit eines neuartigen oral verfügbaren RSK-Inhibitors auf Melanomzellen mit hyperaktiviertem MAPK-Signalweg untersuchen. Zudem möchten wir dessen Wirksamkeit in der Verstärkung einer Anti-Tumorantwort evaluieren.

Immunsystem + Hämatopoese

Prof. Patrick Barth

Institute of Bioengineering
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

CAR T Zellen mit designten chemotaktischen Rezeptoren für potente Migration und Tumorelimination

Zellen unseres Immunsystems (T Zellen) können außerhalb des Körpers mit einem Chimären Antigen Rezeptor (CAR) modifiziert werden und nach Rückinfusion Krebszellen im Patient abtöten. Diese Therapie ist gegen das Multiple Myelom (MM) im Einsatz. Leider ist die Dauer des Ansprechens kurz, weil die CAR T Zellen Mühe haben den Krebs zu finden und am Ort des Tumors langfristig aktiv zu bleiben. Beim MM sitzt der Krebs im Knochenmark in einer speziellen Umgebung, welche verschiedene Botenstoffe aussendet. Wir werden diese Botenstoffe ausnutzen, um die rasche Heimkehr und das Verbleiben der CAR T Zellen im Knochenmark zu verbessern. Mit einer neuen computergestützten Methode und biochemischen Veränderungen der Heimkehrrezeptoren, welche diese Botenstoffe erkennen, werden wir neue hochsensible Biosensoren generieren, welche wir zusammen mit dem CAR in die T Zellen bringen. Wir werden in Zellkultur und Mausmodellen evaluieren, ob die Biosensoren das Auffinden der Krebszellen verbessern, und ob dies zu einer langfristigen Tumorkontrolle führt. Falls wir erfolgreich sind, könnte diese Technologie auch für andere Krebsarten verwendet werden.

Prof. Dr. rer. nat. Burkhard Becher

Institut für Experimentelle Immunologie
Universität Zürich

Analyse von krankheitsassoziierten Immunzellpopulationen im Thymom

Thymome sind seltene Tumore, zählen bei Erwachsenen aber zu den häufigsten Neoplasien des Mediastinums. Das Vorliegen spezifischer Thymom-assoziierter Immunzellalterationen sind im Detail weitgehend unerforscht, aber für die Entwicklung gezielter Immuntherapien relevant. In unserem Forschungsprojekt beabsichtigen wir daher, mittels Einzelzell-Analysen, einschliesslich hochdimensionaler Durchflusszytometrie, und Zytokin-Multiplex-Techniken Thymus- und gepaarte serielle Blutproben von Patienten mit Thymom versus nicht-tumorösem Thymus zu untersuchen. In Kombination mit neuen automatisierten Analysemethoden unter Einbeziehung künstlicher Intelligenz wollen wir so einen Einblick in die den Thymuspathologien zugrundeliegende Dysregulation des Immunsystems gewinnen. Unser Ziel ist es, eine umfassende Studie der Immunlandschaft des Thymoms auch im Kontext von begleitenden Autoimmunerkrankungen zu generieren. Wir beabsichtigen hierfür, zelluläre und lösliche Krankheits-Immunmarker in einem “Multi-Omics” Ansatz zu studieren. Dieses Forschungsprojekt soll Einsicht in die Pathophysiologie des Thymoms geben und könnte helfen, potenzielle Zielstrukturen für zukünftige Therapien zu ermitteln.

Dr. med. Anjali Cremer

Med. Klinik II Hämatologie/Onkologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Proteogenomic characterization of B-cell precursor ALL to identify novel molecular subgroups for risk stratification, therapy allocation and target discovery

B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) is the second most common acute leukemia with poor prognosis upon relapse. Patients are preferably treated in clinical trials conducted by multi-center trial groups such as the German Multicenter Study Group for Adult ALL (GMALL), located at the University Hospital Frankfurt. The current molecular classification of B-ALL is based on genetics, which gives a detailed understanding of deregulated cellular programs but misses to predict the complex variation at the protein level (1). Mass spectrometry (MS)-based proteomics can characterize disease features directly correlated to the cellular phenotype and thus refine current classifications and provide novel insights into underlying disease biology. In this project, we will use our proteogenomic pipeline (2) to deeply quantify the global protein expression in B-ALL samples and to integrate it with gene mutation and expression data. This proteogenomic characterization will enable us to refine and extend the genetic classification, identify shared alterations that drive B-ALL biology, therapy response and resistance and to develop proteomic classifiers for translational application.

PD Dr. Laurent Derré

Department of Urology
Universität Lausanne

Untersuchung und therapeutisches Targeting von myeloide Suppressorzellen bei Blasenkrebs

Die intravesikale BCG-Therapie ist der Goldstandard in der Therapie des oberflächlichen Blasenkrebs (BK). Ein Therapieversagen ist jedoch nicht selten, was die Entwicklung von neuartigen Therapiekonzepten notwendig macht. In früheren Studien konnte unser Labor eine immunregulatorische Achse bei BK-Patienten aufzeigen, an welcher monozytäre myeloide Suppressorzellen (MDSC) beteiligt sind. Diese sind eng assoziiert mit dem BCG-Versagen. Um die MDSC bei BK-Patienten genauer zu charakterisieren, haben wir eine mRNA-Sequenzierung durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen, dass CLEC4D und MINCLE, zwei Zelloberflächenproteine, die zur Superfamilie der C-Typ-Lektinrezeptoren (CLR) gehören, auf MDSC überexprimiert sind und eine wichtige Rolle bei der MDSC-Bildung spielen. Parallel dazu haben wir in unserem orthotopen Blasentumormausmodell verschiedene Behandlungen getestet, die bekanntermaßen auf die suppressiven myeloischen Zellen abzielen. Dabei zeigt sich, dass die Verabreichung von Carboplatin und Paclitaxel sehr effizient ist, um Mäuse von BK zu heilen. Unser Ziel ist es daher, die Rolle und Funktion dieser CLR in MDSC zu entschlüsseln, und somit eine neue Therapie für BK zu entwickeln.

PD Dr. med. Laura Hinze

Abteilung für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Die Bedeutung des Wnt/STOP Signalwegs in der molekularen Regulation von Asparaginase Resistenz in akuten Leukämien

Bestimmte Krebszellen bedürfen der GSK3a-abhängigen Proteindegradation, um durch die hieraus freigesetzten Aminosäuren ihr Überleben unter zellulären Stressbedingen zu sichern. So kann eine Inhibition von GSK3a resistente Leukämiezellen gegenüber einer Therapie mit Asparaginase sensitivieren. Die Wnt-abhängige Stabilisierung von Proteinen (Wnt/STOP) ist eib-Catenin unabhängiger Zweig des Wnt Signalweges, der den GSK3a-abhängigen Proteinabbau hemmt. Allerdings sind die molekularen Mechanismen dieser Signalwege größtenteils unverstanden. Wir konnten zeigen, dass i) der N-Terminus von GSK3a mittels Phasenseparierung die proteasomale Degradation stimuliert, ii) GSK3 bestimmte ribosomale Proteine steuert und iii) spezifische mitochondriale Proteine den GSK3a-abhängigen Proteinabbau regulieren. Auf Grundlage dessen soll die Funktion der mitochondrialen Proteine in der Regulation von Wnt/STOP entschlüsselt werden. Zum anderen soll durch CRISPR/Cas9-mediierte Sättigungsmutagenese der Teil des N-Terminus identifiziert werden, der die Phasenseparierung von GSK3a reguliert, um die Grundlage für eine zielgerichtete therapeutische Inhibition von GSK3a in resistenten Leukämiezellen zu legen.

Prof. Dr. Markus Hoth

Center for Integrative Physiology and Molecular Medicine (CIPMM)
Universität des Saarlandes

Calcium channels and calcium signals as target for lymphoma therapy

The first-line therapy of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is a combined administration of different antibodies and poly-chemotherapy (R-CHOP, Pola-R-CHP). Natural killer (NK) cells play a key role as major mediators of rituximab (R)-mediated cytotoxicity. NK cytotoxic efficiency depends on intracellular calcium signals mediated by Orai/CRAC calcium channels. We have uncovered a calcium optimum for cytotoxicity, with lower and interestingly also higher calcium signals being less efficient. To analyze calcium signals and cytotoxic efficiency of single NK-cells during apoptotic or necrotic killing of single lymphoma cells in parallel, we have developed single cell cytotoxicity assays with high resolution and automated analysis. Our project aims to analyze whether and how calcium signaling in NK-cells affects the serial killing efficiency of lymphoma cells in the presence of R-CHOP or Pola-R-CHP. We want to understand whether targeted modulation of calcium signaling in NK-cells, e.g., by Orai channel blockers, could have a therapeutic advantage for the treatment of DLBCL, and whether calcium channels and calcium signaling could represent a target for lymphoma therapy.

Prof. Dr. rer. nat. Albert Jeltsch

Institut für Biochemie und Technische Biochemie
Universität Stuttgart

Investigation of the mechanistic effects of somatic cancer mutations in DNMT3A with a novel semi-in vitro chromatin methylation assay

DNMT3A somatic missense mutations are frequently observed in AML, but their precise role in tumorigenesis is unclear. DNMT3A interacts with DNA sequence-specifically, binds nucleosomes and 3 different histone PTMs. These multivalent chromatin interactions make it difficult to identify the specific molecular effect of DNMT3A cancer mutations. Current methods allow to determine in vitro and cellular activity of DNMT3A mutants and to study methylomes of cancer cells, but all these approaches have limitations. To investigate DNMT3A activity on a physiological substrate with all human genomic DNA sequences, nucleosomes and histone PTMs, we plan to use demethylated chromatin isolated from human U-937 or THP-1 cells after treatment with a DNMT1 inhibitor as substrate for semi-in vitro DNA methylation assays. These assays will fill in the gap between pure in vitro and in cellulo approaches and allow us to investigate the effects of DNMT3A somatic cancer mutants on the methylation of human chromatin. Our data will uncover how DNMT3A mutants could generate aberrant DNA methylation patterns in cells, identify regions with altered methylation and novel downstream target gene candidates.

Dr. rer. nat. Klein-Heßling

Abteilung für Molekulare Pathologie des Pathologischen Instituts
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

NFAT Transcription Factors as Tools for the Immune Therapy of Solid Tumors

The transcription factors NFATc1 and NFATc2 orchestrate the activity of adaptive immune system. It was reported previously that the two transcription factors NFATc1 and NFATc2 support the ‘exhaustion’ of cytotoxic CD8+T cells to dysfunctional cells in chronic immune reactions during cancerogenesis. Using an ex vivo system for T cell ‘exhaustion’, our data showed that NFATc2 controls 3-4 more genes than NFATc1 in chronically stimulated cytotoxic T cells, whereas 10 fold more genes are controlled by NFATc1 in acute immune reactions. NFATc2 supports the expression of markers of exhausted CD8+TEX cells, as Tim-3 (encoded by the Havcr2 gene), and inhibits markers of progenitor CD8+TPEX cells, as Tcf1 (encoded by Tcf7), whereas the activity of NFATc1 appears to be ‘frozen’ during chronic activation. While NFATc1 induction seems to play a minor role in chronic immune reactions, it orchestrates acute immune reactions. These data are supported by in vivo data showing that ablation of NFATc2 supports the killing of tumor cells. In the new grant application, we want to extend these findings by studying pre-clinical models of solid tumors and explore whether – as we assume – components of calcineurin/NFAT network can be exploited to improve the therapy of solid human tumors.

Dr. rer. nat. Elisabeth Littwitz-Salomon

Institut für translationale HIV-Forschung - Universitätsklinikum Essen
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Trainierte NK-Zellen und deren Effekt auf Krebs

Natural Killer (NK) cells are cytotoxic immune cells known to eliminate tumor and virus-infected cells. Although they are classified as innate immune cells, recent studies indicate that NK cells can develop a long-lived adaptive, memory-like phenotype. We have shown that memory-like NK cells develop in spleen and liver after Friend retrovirus (FV) infection and that these cells have an increased ability to eliminate tumor target cells expressing FV-derived antigens. Other researchers have shown that NK cells can mount an increased secondary response after challenge with unrelated antigens. We therefore hypothesize that virus-trained NK cells can influence tumor immune surveillance toward non–virus-related tumor cells. The functional maturation of NK cells involve the reprogramming of their cellular metabolism to fuel increased demands for energy and biosynthetic processes. Increasing evidence suggests a direct link between metabolic adaptations in immune cells and specific epigenetic programs. This project pursues a novel approach in cancer research and proposes that metabolic and epigenetic pathways in virus-trained NK cells can be targeted to enhance their anti-cancer functions.

Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Löffler

Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Funktionale Analysen humaner Natürlicher Killerzellen mit synthetischen Antigen-spezifischen Rezeptoren (CAR NK) zur Behandlung von Aspergillus fumigatus-Infektionen in einem NOD scid gamma Mausmodell

Schimmelpilz-Mykosen sind ein wichtiges Problem vor allem bei Patienten mit hämatologischen Neoplasien wie der akuten Leukämie und nach allogener Stammzelltransplantation. Die dabei auftretenden hohen Mortalitätsraten gehen u.a. auf die begrenzte Zahl wirksamer Antimykotika und zunehmende Azol-Resistenzen zurück. Aspergillus fumigatus ist der wichtigste Erreger, aber Infektionen durch Mucorales nehmen zu und zeigen aggressive Verläufe und eine ausgeprägte Resistenzproblematik. Immunologische Add-On-Behandlungen können diese Situation verbessern. T- und NK-Zellen, die mit chimeric antigen receptors (CARs) ausgestattet sind, werden durch Pilze CAR-abhängig aktiviert. Ausgehend vom monoklonalen Antikörper AB90 wurden bereits A. fumigatus spezifische T Zell CARs etabliert und charakterisiert. Dies soll nun auf AE183, NK-Zellen sowie weitere CAR-Konstrukte ausgedehnt werden, in denen zusätzliche Gene CAR-abhängig aktiviert werden. Die antifungalen Effekte von NK-Zell-CARs gegen A. fumigatus und Mucorales sollen untersucht werden und schließlich soll auch das Antigen, das der Antikörper AB90 erkennt, identifiziert und charakterisiert werden.

Dr. med. Natali Pflug

Klinik I für Innere Medizin
Universität zu Köln

Translationale Evaluation der Rolle des B-Zell Kompartiments in der Pathogenese der T-Zell-Leukämie der großen granulierten Lymphozyten

Die T-LGLL ist eine reifzellige T-Zell Neoplasie, welche sich sich durch Zytopenien, Autoimmunerkrankungen und lediglich palliative Behandlungsoptionen auszeichnet. Derzeit liegt der Fokus des pathogenetischen Modells auf der zytotoxischen T-Zelle. In einer ersten systematischen Analyse unser LGLL Biobank mit korrespondierenden Registerdaten, einer der weltweit größten, konnten wir regelhaft ein alteriertes B-Zell Kompartiment beobachten. Des weiteren deuten erste erfolgreiche Therapieversuche mit dem B-Zell-gerichteten Antikörper Rituximab auf eine signifikante Rolle der B-Zellen in der T-LGLL hin. Zudem zeigten wir mittels Einzelzell-Sequenzierung erstmals eine klonale Beschränkung des B-Zell Repertoires sowie eine potentiell onkogene B-/T-Zell Interaktion. Wir stellen daher das derzeitige pathogenetische Konzept in Frage und postulieren eine Schlüsselrolle des B-Zell Kompartiments. Wir streben daher (i) die Charakterisierung des B-Zell Kompartiments, (ii) die in vitro sowie in silico Modellierung der reziproken T-LGLL- / B-Zell Interaktion, sowie (iii) die in vivo Evaluation der Rolle des B-Zell Kompartiments in der T-LGLL an, mit dem Ziel neue Therapieansätze zu identifizieren.

Prof. Dr. med. PhD Julia Skokowa

Innere Medizin II Hämatologie, Onkologie, Immunologie und Rheumatologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Identifizierung und gezielte Ausschaltung BAALC-spezifischer leukämogener Signalwege zur Behandlung akuter myeloischer Leukämie

Eine erhöhte Expression des BAALC-Proteins in den akuten myeloischen Leukämie (AML) Blasten ist ein schlechter prognostischer Faktor, der mit aggressiver AML und einer hohen Rückfallquote einhergeht. Wir haben vor kurzem über die essentielle Rolle von BAALC bei Patienten mit präleukämischem Knochenmarkversagenssyndrom, schwerer kongenitaler Neutropenie und Übergang zu AML berichtet (Dannenmann et al., Cell Stem Cell 2021). Um leukämogenen Signalwege, die spezifisch von hyperaktiviertem BAALC dereguliert werden zu identifizieren, verglichen wir RNA-seq-Daten von BAALChigh AML-Blasten mit oder ohne CRISPR/Cas-vermitteltem BAALC-Knockout. In diesem Antrag planen wir nun mit Hilfe von schon vorhandenen RNA-seq Daten, die BAALC-abhängige leukämogene Schlussel-Signaltransduktionwege besser zu charakterisieren. Unser ultimatives Ziel ist es, neue Medikamente zu entwickeln, die BAALC-abhängige leukämogene Prozesse (therapeutische Zielmolekule) hemmen, um effektiv BAALChigh AML-Blasten zu eliminieren oder die Leukämieentwicklung bei präleukämischen Syndromen zu verhindern.

Prof. Dr. med. Marion Subklewe

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

CRISPR/Cas9 loss-of-function Screening: Identifizierung von Schlüsselgenen der T-ZellDysfunktion unter kontinuierlicher bispezifischer Antikörperstimulation

T-Zell-basierte Immuntherapie hat die Behandlung von hämatologischen Erkrankungen in den letzten Jahren revolutioniert. Der erste zugelassene T-Zell-rekrutierende bispezifische Antikörper (BsAb) ist Blinatumomab für die Behandlung der B-Zell Vorläufer akuten lymphoblastischen Leukämie (BCP-ALL)1,2. Weitere BsAbs wurden in diesem Jahr zugelassen. T-Zell Dysfunktion durch kontinuierliche Antigen Stimulation wurde bereits als Resistenzmechanismus in chimärer Antigen Rezeptor (CAR) T Zelltherapie identifiziert6,7. Im Kontext der BsAb konnten wir kürzlich in einem in vitro Modellsystem die klinische Situation der kontinuierlichen Exposition simulieren und zeigen, dass kontinuierliche BsAb Exposition zu T-Zell Dysfunktion führt. Anhand von RNA Sequenzierung konnten wir außerdem Gen-Cluster identifizieren, die differenziell in dysfunktionalen T Zellen exprimiert werden29. Ziel dieses Projektes ist es, Schlüsselgene der evolvierenden T-Zell Dysfunktion unter BsAb Stimulation zu definieren. Dazu werden wir einen CRISPR/Cas9 loss-of-function Screen durchführen und anhand unseres in vitro Modellsystems Schlüsselgene für T-Zell Dysfunktion identifizieren und funktional charakterisieren.

PD Dr. rer. biol. hum. Meike Vogler

Institut für Experimentelle Tumorforschung in der Pädiatrie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Die Funktion von NOXA für die durch BH3-Mimetics induzierte Apoptose in Lymphomzellen

Beim programmierten Zelltod spielt die B-Cell Lymphoma 2 (BCL2) Proteinfamilie eine wichtige Rolle, da sie die Auslösung der Apoptose kontrolliert. Daher stellen die anti-apoptotischen BCL2 Proteine wichtige Angriffsziele für neue Krebstherapeutika dar, und mit Venetoclax wird der erste Hemmstoff von BCL2 bereits erfolgreich zur Bekämpfung von Leukämien eingesetzt. Unsere bisherigen Studien zeigen auf, dass das pro-apoptotische Protein NOXA für den Venetoclax-induzierten Zelltod nötig ist, und ohne NOXA die Krebszellen nicht effektiv getötet werden können. Eine ähnlich wichtige Rolle spielt NOXA für Hemmstoffe von BCL-XL. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen der ersten Förderzeit wird hier die Idee verfolgt, NOXA gezielt zu induzieren, um so neuartige Therapieansätze zu entwickeln, die zu einer verbesserten Wirkung von Venetoclax führen. Dabei ist es essentiell, genauer zu verstehen, welche molekulare Funktion NOXA einnimmt und in welchem Organell der Zelle NOXA verstärkt gebildet werden muss, damit die Wirkung von Venetoclax positiv beeinflusst wird. Diese Studien werden dazu beitragen, BH3-mimetics gezielter und effektiver in Lymphompatienten einzusetzen.

Dr. Ali Önder Yildirim

Institute of Lung Health and Immunity
Helmholtz Zentrum München

Die Rolle von CD30 in B-Lymphozyten bei der Entstehung von B-Zell-Lymphomen in der Lunge

B-zellspezifische Expression eines konstitutiv aktiven CD30 führt in Mäusen zur Expansion von Plasmablasten und bei älteren Tieren zur Lymphomagenese. In initialen Untersuchungen dieser Mäuse zeigten sich induzierbare BALTs und COPD‐ähnliche Strukturen in der Lunge, wie sie sonst nur bei Berauchung von WT‐Mäusen (COPD‐Mausmodell) entstehen. Gealterte Mäuse wiesen noduläre bronchovaskuläre Infiltrationen von Lymphozyten auf, die MALT‐Lymphomen ähneln. Wir vermuten, dass B‐Lymphozyten, die in einer inflammatorischen Umgebung sind und dadurch kontinuierlich CD30-Signale erhalten, eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von iBALTs spielen. Wir postulieren weiterhin, dass eine andauernde Aktivierung von CD30 in iBALTs schließlich auch zur Entwicklung von pulmonären B-Zell-Lymphomen führen kann. Um diese Annahmen zu überprüfen, wollen wir das klassische Berauchungsmodell - als Induktor einer chronischen Inflammation - in Kombination mit Mauslinien mit (i) konditionaler Aktivierung eines konstitutiv aktiven CD30 oder mit konditionaler (ii) Inaktivierung und (iii) Aktivierung von CD30 einsetzen. Diese Studien könnten zum besseren Verständnis der Entstehung pulmonärer Lymphome beitragen.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

PD Dr. med. Dr. rer. physiol. Peter Dietrich

Medizinische Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Diagnostische, prognostische und therapeutische Rolle der Dipeptidylpeptidase 4 beim hepatozellulären Karzinom

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) zählt zu den tödlichsten Krebsarten. Durch den Antragsteller wurde aufgezeigt, dass die Dipeptidylpeptidase 4 (DPP4) eine entscheidende Rolle bei der Progression des HCC zukommen kann. DPP4-Hemmer werden bereits zur Behandlung von Diabetes mellitus eingesetzt. Daten aus der ersten Förderperiode zeigen, dass DPP4 einen Serummarker zur Erkennung von Rezidiven bei HCC Patienten darstellen kann. Zudem zeigt sich die DPP4 Expression bei männlichen Patienten im Vergleich zu weiblichen Patientinnen erhöht. Das HCC zeigt ein vermehrtes Vorkommen bei Männern. Der DPP4 könnte eine Schlüsselrolle zum Verständnis geschlechtsspezifischer Unterschiede beim HCC zukommen. Diese Hypothesen wurden in der ersten Förderungsperiode durch in vivo Analysen mittels DPP4-KO-Mäusen in einem Diabetes-assoziiertem HCC-Modell funktionell bestätigt. Mit der microRNA-622-DPP4-Achse wurde ein Regulationsmechanismus, der die Überexpression von DPP4 im HCC vermittelt, bereits näher untersucht. Weiterhin konnte mit Villin1 ein vielversprechendes, bisher unbekanntes neues Zielgen von DPP4 im HCC aufgezeigt werden, welches im Rahmen des Fortsetzungsantrages untersucht werden soll.

Dr. rer. nat. Irina Heid

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
Technische Universität München (TUM)

Molecular phenotyping of therapy-induced changes in pancreatic cancer measurable by multiparametric magnetic resonance imaging (MRI)

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) ist eine selten operable Krebsart mit schlechter Prognose. Nahezu 100% der betroffenen Patienten erhalten im Verlauf ihrer Erkrankung eine von zwei alternativen Erstlinien-Chemotherapien: 1.) Gemcitabine-Abraxane oder 2.) FOLFIRINOX. Während beide Behandlungen ein leicht verbessertes Überleben erzielen, variiert der Therapieerfolg aufgrund der individuellen molekularen Heterogenität des Tumors auf Patientenebene stark. In diesem Projekt wollen wir bildgebende Biomarker (imaging biomarkers, iB) für die nicht-invasive Früherkennung von Therapieansprechen auf die genannten Chemotherapien identifizieren indem wir das Verhalten der iB unter den Behandlungen untersuchen. Hierzu, werden prospektiv gesammelte, qualitätskontrollierte Datensätze (jeweils korrespondierende Bildgebung, Gewebeprobe und primäre Zelllinie) von murinen Pankreastumoren und humanen Xenograften vor/nach Chemotherapie verwendet. Durch die Analyse zugeordneter regionaler Transkriptome soll die molekulare Basis von Änderungen der iB (∆iB) erklärt werden. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sollen langfristig zur Etablierung von prädiktiven Bildgebungsbiomarkern beitragen.

PD. Dr. med. Dr. Bo Kong

Klinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie
Universität Ulm

The role of integrin-mediated tumor-stroma interfacial signaling in tumor microenvironment of pancreatic ductal adenocarcinoma

Das duktale Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse (PDAC) ist auf der Transkriptionsebene sehr heterogen und hängt von den Gegebenheiten der standortspezifischen Tumormikroumgebung (TME) ab. Anhand von Mausmodellen des PDAC mit ausgeprägtem Immunexlusion haben wir eine molekulare Signatur einer extrazellulären Matrix (ECM)-Rezeptoren identifiziert, die mit Subtypen der Integrin-Unterfamilie angereichert sind. Die räumliche Identitätszuordnung zeigt, dass Krebszellen, Lrrc15-positive Myofibroblasten (myCAFs) und Makrophagen an der Schnittstelle zwischen Tumor und Stroma zu dieser Integrinsignatur beitragen. Bemerkenswert ist, dass die ECM-Rezeptor-Signatur mit dem Immunausschluss und dem basalen Subtyp in menschlichen PDACs in Verbindung gebracht wird. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass die Integrin-vermittelte Signalübertragung an der Tumor-Stroma-Grenzfläche entscheidend für die Bildung einer immun-exklusiven SubTME ist, die für basal-ähnliche PDAC-Zellen, LRRC15-positive myCAFs und Makrophagen nutzbar ist. In dieser Studie wollen wir die klinische Relevanz von immunexklusiven SubTMEs an der Tumor-Stroma-Grenzfläche mit Hilfe der neuesten Technologie der räumlichen Transkriptomanalyse (ST) erforschen und die SubTME mit patientenangepassten Biomaterialien in vitro modellieren.

Prof. Dr. rer. nat. Véronique Orian-Rousseau

Institut für Biologische und Chemische Systeme - Funktionelle molekulare Systeme (IBCS-FMS)
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Auswirkung der CD44v6-Inhibierung in Kombination mit Chemo-Radiotherapie in der lokoregionalen und systemischen Kontrolle in lokal fortgeschrittenem Pankreaskrebs.

Das Pankreaskarzinom (PDAC) gehört zu den tödlichsten Krebsarten mit einer fünf-Jahres Überlebensrate von weniger als 8%. Strahlentherapie (EBRT) ist Teil der Behandlung von Borderline- und lokal fortgeschrittenen PDAC-Patienten (LAPC). Derzeit wird der Nutzen der neoadjuvanten Strahlentherapie untersucht, um die lokale Kontrolle in frühen Stadien zu verbessern. Die durch EBRT hervorgerufene Steigerung der Rezeptortyrosinkinasenaktivität (RTK) unterstützt die Radioresistenz von Tumoren (Abdollahi & Folkman 2010). Die beiden Bewerber demonstrierten bereits, dass die Inhibierung der CD44-Isoform CD44v6, ein Co-Rezeptor für RTKs, welcher speziell in pathologischen Konditionen exprimiert wird, einen großen Einfluss in verschiedenen PDAC Modellen zeigt. Die CD44v6 Blockierung verhinderte die Neuformierung von Metastasen und führte sogar zur Regression von bereits etablierten Metastasen (Matzke-Ogi Gastroenterology 2016). Unsere Hypothese ist, dass die konkomitante Zugabe von CD44v6-Inhibitoren die therapeutische Wirksamkeit von Chemotherapie und EBRT bei der Downstaging- und lokoregionalen Langzeitkontrolle am primären Tumor sowie bei systemischen Erkrankungen erhöht.

PD Dr. rer. biol. hum. Ivonne Regel

Medizinische Klinik und Poliklinik II
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Deciphering the role of Irf3/Irf7 signaling in pancreatitis-mediated epigenetic priming of acinar cells in pancreatic carcinogenesis.

Pankreaskrebs wird oft erst sehr spät diagnostiziert. Es werden dringend Biomarker benötigt um Risikopersonen zu erkennen. Obwohl Pankreatitis ein bekannter Krebsrisikofaktor ist, sind die Effekte, die über die Entzündungsreaktion hinausgehen, nicht geklärt. Pankreatitis löst über eine azinäre-duktale Metaplasie (ADM) die Regeneration von Azinuszellen aus und erhöht damit die Anfälligkeit für KRAS-vermittelte Tumorentstehung wahrscheinlich über epigenetische Mechanismen. Ob die epigenetischen Änderungen aus der Entzündung resultieren und ob sie nach der Regeneration bestehen bleiben und das Krebsrisiko erhöhen, ist nicht bekannt. Studien an Mäusen zeigten, dass Pankreatitis dauerhafte Chromatinveränderungen an Interferon-relevanten Gene auslöst. Unsere Arbeit brachte diese Gene mit Karzinogenese in Verbindung. Hier stellen wir die Hypothese auf, dass Pankreatitis über extrinsische Interferon-Signale von Immunzellen oder durch intrinsische Aktivierung des Irf3/Irf7-Signalwegs dauerhafte epigenetische Veränderungen hervorruft. Mit Mausmodellen und epigenetischen Analysen werden wir für die Risikobewertung von Pankreaskrebs epigenetische Modifikationen in Betracht ziehen.

Dr. med. Christian Teske

Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
Technische Universität Dresden

Spektroskopische Subtypisierung und Therapieresponse-Evaluation von humanen PDAC Primärtumoren und deren korrespondierenden Organoiden (SPECTOR 2.0)

Das duktale Pankreasadenokarzinom stellt die vierthäufigste zum Tode führende Krebserkrankung der westlichen Welt mit steigender Inzidenz dar, u.a aufgrund der hohen Resistenz gegenüber Chemotherapeutika. In der ersten Förderperiode konnte bereits basierend auf spektroskopischen Methoden eine molekularbasierte Differenzierung anhand spektraler Signaturen von Pankreasgewebe erzielt werden. Zudem wurde die spektrale Analyse von 3D-Organoidkulturen aus humanem Primärgewebe methodisch etabliert. Im aktuellen Folgeprojekt sollen diese Organoide anhand ihrer spektralen Signaturen subtypisiert, sowie zur Chemosensitivität korreliert werden. Darüber hinaus sollen mithilfe künstlicher Intelligenz-Modellen auf der Grundlage der spektralen Informationen des Pankreasgewebes das Outcome und die Morbidität der Patienten prädiktiert werden. Die Molekülspektroskopie konnte in einer Pilotstudie im laufenden Projekt bereits intraoperativ angewendet und mit der histologischen Schnellschnittdiagnostik verglichen werden. Nun soll diese Anwendung in einer prospektiven Studie weiterführend analysiert und somit die Ergebnisse der Grundlagenforschung translational in die Klinik überführt werden.

Prof. Sonia Tugues Solsona

Institute of Experimental Immunology
Universität Zürich

Identifikation von Immunzellsignaturen bei kolorektalen Lebermetastasen mit prognostischem und therapeutischem Wert

Die Leber ist der Hauptmetastasenherd bei Patienten mit kolorektalem Karzinom (KRK), die zweittödlichste Krebsform weltweit darstellt. Etwa 50% der Patienten mit KRK entwickeln Lebermetastasen, von denen jedoch viele nicht von den derzeitigen Immuntherapieansätzen profitieren. Die Kombination einer neoadjuvanten Chemotherapie mit einer Leberresektion bringt einigen Patienten Überlebensvorteile, jedoch sind die Gründe für die unterschiedlichen Behandlungsergebnisse nicht bekannt. Das Verständnis der Immunmechanismen, die das Ansprechen auf eine neoadjuvante Behandlung bei Lebermetastasen steuern, wird daher eine frühzeitige Stratifizierung der Patienten für eine optimale klinische Behandlung ermöglichen. In Zusammenarbeit mit der Universität Spital Zürich haben wir eine Biobank mit Leberresektionen von Patienten mit KRK aufgebaut. Hier werden wir diese Patientenproben verwenden, um das komplexe Immunprofil von KRK-Lebermetastasen durch die Integration «Omics»-Technologien zu erfassen. Die anschliessende Korrelation von Immunmerkmalen in Bezug auf klinischen Daten wird zur Identifizierung neuer prognostischer Biomarker und therapeutischer Angriffsziele für Lebermetastasen führen.

Prof. Dr. med. Sebastian Zeißig

Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD)
Technische Universität Dresden

Die Rolle von Calcineurin und NFAT im hepatozellulären Karzinom

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) gehört zu den häufigsten Krebstodesursachen in Deutschland. Der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) kommt aufgrund seiner steigenden Inzidenz dabei eine zunehmende Bedeutung als Risikofaktor für die HCC-Entwicklung zu. Die Mechanismen der NAFLD-assoziierten hepatozellulären Karzinogenese sind jedoch nur unzureichend verstanden. Wir konnten in der ersten Förderperiode des vorliegenden Antrages zeigen, dass mikrobielle Signale in NAFLD-HCC-Mausmodellen in MyD88-abhängiger Weise zu einer Aktivierung von Calcineurin und Transkriptionsfaktoren der nuclear factor of activated T cells (NFAT)-Familie in Lebertumorzellen führen und über eine gesteigerte Proliferation von Lebertumorzellen das Tumorwachstum fördern. Im hier beantragten Fortsetzungsantrag sollen nun die molekularen Mediatoren von Calcineurin und NFAT im Leberkrebs untersucht werden und präventive sowie therapeutische Effekte einer Antibiotika-vermittelten Blockade dieses Signalweges untersucht werden. Auf diese Weise sollen Zielstrukturen und Behandlungskonzepte für präventive und therapeutische Eingriffe in präklinischen NAFLD-HCC-Tiermodellen etabliert werden.

Lunge + Atemwege

Dr. rer. nat. Dr. med. Kim Melanie Kraus

Radioonkologie und Strahlentherapie
Technische Universität München (TUM)

Mikrostrahltherapie für Lungentumoren

Der Behandlungserfolg des Bronchialkarzinoms ist limitiert. Eine innovative Möglichkeit zur Optimierung des Verhältnisses zwischen Wirkung und Nebenwirkung in der lokoregionalen Behandlung ist die Mikrostrahltherapie (MRT). Die besondere räumlich fraktionierte Strahlgeometrie führte in präklinischen Studien zur besseren Schonung des Normalgewebes ohne Verlust an Effektivität. Bislang ist unklar, ob die MRT auch zeitlich fraktioniert appliziert zu einer besseren Gewebeschonung führt. In einem Mausmodell wollen wir die Toxizität jeweils nach zeitlich fraktionierter und nicht fraktionierter konventioneller thorakaler Strahlentherapie (RT) mit MRT vergleichen. Für die Translation von MRT in die klinische Anwendung ist eine Abschätzung der zu erwartenden Toxizität essentiell. Wir werden die Ergebnisse der in vivo Studie nutzen und in einer modellbasierten Risikoanalyse die Toxizität der pulmonalen MRT berechnen. Um diese Toxizitätsdaten zur Identifikation erster geeigneter klinischer Anwendungsszenarien für MRT nutzen zu können, werden wir einen Dosisberechnungsalgorithmus, der die Mikrostruktur der Lunge berücksichtigt, entwickeln und in einer Bestrahlungsplanungsstudie anwenden.

Prof. Dr. Maximilian Laffert, von

Institut für Pathologie
Universität Leipzig

Identifikation prognostischer und prädiktiver morpho-molekularer Biomarker im Stadium I des nicht-kleinzelligen Lungenkarzinoms (NSCLC)

Lungenkrebs ist die häufigste zum Tode führende Krebserkrankung, das nicht-kleinzellige Lungenkarzinom der häufigste Vertreter. Im Stadium I-IIIA erfolgt in einem kurativen Ansatz die Operation. Ab Stadium IIA folgt eine adjuvante Systemtherapie. Im Stadium IA/B erfolgte bisher die reguläre Nachsorge, keine weitere Therapie (neuerdings ab IB: Chemotherapie, EGFR-Inhibition möglich). Eine Analyse eigener 5-Jahresüberlebensdaten von 363 operierten Patienten in den Stadien IA-IIB (primärer Endpunkt: tumorassoziiertes Versterben) zeigte Untergruppen von Kurz- und Langüberlebern: 33% (118/363) der Patienten verstarben innerhalb des ersten Jahres, 60% (217/363) innerhalb der ersten 2.5 Jahre. 55% der Patienten (199/363) waren im Stadium IA/B. Wir planen diese Kohorte vergleichend zu untersuchen. Die Analyse umfasst die Erhebung und Auswertung umfänglicher klinischer, histomorphologischer und molekularer Daten. Ziel ist es einen klinisch basierten morpho-molekularen Score zu etablieren, der künftig Patienten im Stadium I detektiert, die ein gewisses Risikoprofil aufweisen und von einer intensivierten Follow-up Strategie, ggf. mit zusätzlicher Therapie, profitieren könnten.

Prof. Dr. rer. nat. Alexander Schramm

Innere Klinik (Tumorforschung)
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Analyse von Resistenz und klonaler Evolution in ALK-positiven nicht-kleinzelligen Lungentumoren

Rearrangements des ALK-Protoonkogens (ALKpositiv), kommen in ca. 3 % aller nicht-kleinzelligen Lungentumore vor. ALKpositive Tumore sprechen auf Erstlinien-Therapie mit dem ALK-Inhibitor Crizotinib und den Tyrosin-Kinase Inhibitoren der nächsten Generationen, Alectinib, Brigatinib und Lorlatinib sehr gut an. Jedoch sind Mutationen in der Kinase-Domäne von ALK und die Aktivierung weiterer Onkogene ursächlich für Resistenzentwicklung in fast allen Patienten. Diese kann derzeit nur am Endpunkt beschrieben werden, so dass ihre Dynamik und Evolution weitgehend unerforscht sind. Wir haben aus ALKpositiven Tumoren Modelle etabliert (sog. „Patient-derived Xenografts“, PDX), die in vivo als Avatare für die Antwort auf gerichtete Therapien eingesetzt werden. In PDX-Kohorten simulieren wir Therapiestudien, um Resistenzmechanismen zu beleuchten und alternative Therapieformen vorzuschlagen. Mit Einzelzell- und Barcoding-Technologien adressieren wir inter- und intratumorale Heterogenität sowie Klonalität der Resistenzentwicklung, um neue rationale Strategien für therapeutische Kontrolle über ALKpositive Lungentumore vorzuschlagen.

Prof. Dr. med. Thorsten Stiewe

Zentrum für Tumor- und Immunbiologie
Philipps-Universität Marburg

DREAM: ein Tumorsuppressor in kleinzelligen Bronchialkarzinomen?

Das kleinzellige Lungenkarzinom (SCLC) ist ein hochaggressiver neuroendokriner Tumor mit einer verheerend schlechten medianen Überlebenszeit von weniger als einem Jahr. Genetisch weisen mehr als 90% aller SCLCs kombinierte Mutationen in den Tumorsuppressorgenen TP53 und RB1 auf. Co-Mutationen in den RB1-Familienmitgliedern RBL1 und RBL2 fördern die SCLC-Entwicklung. RBL1/RBL2 fungieren im DREAM-Komplex als RB1-unabhängige transkriptionelle Repressoren für Zellzyklusgene. Unklar ist, ob DREAM für die Tumorsuppressorfunktion von RBL1/RBL2 im SCLC verantwortlich ist und wie der DREAM-Komplex das therapeutische Ansprechen von SCLC-Tumoren beeinflusst. Diese Fragen sollen in vivo durch systematische CRISPR-Mutagenese im SCLC-Mausmodell untersucht werden. Durch Einzelzell-Transkriptomanalysen von SCLC-Frühstadien soll die Rolle von DREAM bei der Zellzyklusregulation während der malignen Transformation mechanistisch aufgeklärt werden. Zusammen soll das Projekt zeigen, inwiefern DREAM als Tumorsuppressor fungiert und das therapeutische Ansprechen von SCLC-Tumoren beeinflusst.

Nervensystem + Sinnesorgane

Prof. Dr. med. habil. Nils Cordes

OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie
Technische Universität Dresden

Pharmakologische α2 Integrin Hemmung im Glioblastom: Evaluation des radiochemosensibilisierenden Potenzials und zugrundeliegende Mechanismen in humanen primären Glioblastom-Zellmodellen in vitro und in vivo

Das Glioblastom kennzeichnet sich durch Radiochemoresistenz, welche u.a. durch Wechselwirkungen von GBM-Zellen mit der extrazellulären Matrix hervorgerufen wird. In Voruntersuchungen identifizierten wir das Zelladhäsionsmolekül α2 Integrin als potentes neues Target, dessen Hemmung in einer kleinen Gruppe an GBM-Zellmodellen Radiochemosensibilisierung vermittelte. Hierauf aufbauend sollen in diesem Projekt (i) die Effektivität eines oral verfügbaren α2 Integrin-Inhibitors (E7820) in ca. 20 primären GBM-Zellmodellen in Kombination mit Radiochemotherapie in vitro evaluiert, (ii) die zugrundliegenden Mechanismen dieser Radiochemosensibilisierung identifiziert und (iii) die Wirksamkeit von E7820 simultan zur Radiochemotherapie verabreicht im orthotopen GBM-Tumorxenograft bestimmt werden. Methodisch werden Zellviabilitäts- und sphere-Assays sowie RNA-Sequenzierung als auch weitere molekularbiologische Techniken verwendet. Die erwarteten Ergebnisse könnten wesentlich zu einem tieferen Verständnis des Ansprechverhaltens von Glioblastomzellen auf die Radiochemotherapie sowie zur Therapieoptimierung für multimodale Behandlungsstrategien beitragen.

Dr. med. Kornelius Kerl

Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Universität Münster

Identifizierung von Mechanismen der zellulären Interaktion von Perizyten und ETMR Tumorzellen

Embryonale Tumoren mit Mehrreihigen Rosetten (ETMR) sind maligne Hirntumoren des frühen Kindesalters, die mit einer schlechten Prognose assoziiert sind. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass ETMR-Tumorzellen heterogen sind und einer neuronalen Differenzierung folgen. In ETMR finden sich allerdings wesentlich mehr undifferenzierte Tumorzellen, als in gesunden Kontrollgehirnen. Wir konnten zeigen, dass diese undifferenzierten Tumorzellen eng mit Perizyten (Gefäßzellen) kommunizieren. In diesem Projekt wird die Hypothese verfolgt, dass Stammzelleigenschaften der Tumorzellen, welche durch Interaktion mit Perizyten vermittelt werden, in Therapieresistenzmechanismen involviert sind. Um diese Hypothese zu überprüfen, werden in diesem Projekt i.) Färbungen von Perizyten, undifferenzierten und differenzierten Tumorzellen durchgeführt und zur Prognose der Patient:innen korreliert; ii.) Kokulturen von Perizyten und ETMR-Tumorzellen durchgeführt und Schlüsselmoleküle dieser Kommunikation identifiziert; Iii.) Kommunikationswege zwischen Perizyten und ETMR-Tumorzellen in vitro und in vivo gehemmt, um Chemotherapieresistenzen entgegenzuwirken.

Niere + Harnwege

PD Dr. med. Keno Bressem

Radiologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Über die Radiologie hinaus: Erstellung multimodaler Deep-Learning-Modelle

Anhand der aktuellen medizinischen Bildgebung kann weder zwischen gut- und bösartigen noch zwischen niedrig- und hochdifferenzierten Nierentumoren (NT) unterschieden werden. Etwa 15% der Nierentumorresektate erweisen sich in der Pathologie als gutartig. Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) bieten die Chance, mit Hilfe einer individuellen Patientenstratifikation Diagnostik, Prognose und Therapie zu verbessern. Erwartetes Ergebnis des vorgestellten Projekts, das sich auf eine große Datenbank annotierter CT- und MRT-Datensätze stützt, ist die Entwicklung eines vollautomatisierten multimodalen Decision Support-Systems. Dazu wird ein neuronales Netzwerk trainiert, das komplexe Gesundheitsdaten aus verschiedenen Quellen nutzt, wie radiologische Bilddaten, Textdaten aus elektronischen Krankenakten und Laboruntersuchungen. Die Grundhypothesen sind: (1) KI-Modelle ermöglichen eine nichtinvasive Charakterisierung von NT, (2) Sie können so programmiert werden, dass sie den multimodalen menschlichen Entscheidungsfindungsprozess modellieren, (3) durch die Integration von KI-Modellen in klinische Software wird die Grundlage für prospektive Validierungsstudien geschaffen.

Prof. Marianna Kruithof-de Julio

Universitätsklinik für Urologie
Universität Bern

Identifizierung eines räumlichen Einzelzell-Proteom-Atlas des Blasenkrebs zur Charakterisierung der Krankheitsheterogenität durch bildgebende Massenzytometrie

We HYPOTHESIZE that understanding of the bladder cancer (BLCa) ecosystem, aka the tumor and its microenvironment, through combination of genomic, proteomic and functional response to therapy analyses is key to generating a more precise view of the disease, which will result in improved ability to diagnose, monitor and treat BLCa. We PREDICT that the improved understanding of patient-specific BLCa ecosystem might offer clinically actionable predictions and ultimately result in an AI- and data-driven personalized therapy selection process with improved patient outcomes.

PD Dr. med. Dr. rer. nat. Christoph Schell

Institut für Klinische Pathologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Molekulare Definition und funktionelle Analyse des tumorassoziierten Matrisomes in muskelinvasiven Harnblasenkarzinomen („UR-Matricode“)

Muskelinvasive Harnblasenkarzinome sind trotz signifikanter Verbesserungen in der Behandlung weiterhin mit erheblicher Morbidität und Mortalität assoziiert. Durch den Einsatz von Immuncheckpoint-Inhibitoren nimmt das Tumormikromilieu (TME) eine immer wichtigere Rolle ein. Neben den rein zellulären Bestandteilen setzt sich dieses auch aus dem Matrisome zusammen (Gesamtheit aller löslichen und nicht-löslichen Bestandteile der extrazellulären Matrix). Bislang ist jedoch nur unzureichend verstanden, welchen Beitrag das Matrisome im Kontext von Harnblasenkarzinomen auf die Tumorbiologie und Zusammensetzung des TME hat. Wir streben eine umfassende räumliche und funktionelle Charakterisierung des Blasenkarzinom-assoziierten Matrisomes an. Hierzu werden wir proteomische Analysen einer annotierten Patientenkohorte nutzen und mittels Multiplex-Imaging räumliche Signaturen visualisieren. Diese Ansätze werden um funktionelle in vitro Untersuchungen an Zelllinien, Organoiden wie auch akuten Schnittkulturen ergänzt.

2022

Brustdrüse

Dr. Marc Zapatka

Abteilung Molekulare Genetik
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Identifikation von tumorrelevanten Mikrobiomkomponenten aus Gesamtgenom- und Transkriptomsequenzierung zur Vorhersage des Ansprechens auf Chemo- und Immuntherapie

Das humane Mikrobiom setzt sich aus Viren, Bakterien und eukaryotischen Spezies zusammen. Im Zusammenhang mit Tumorerkrankungen wurden einige Viren und Bakterien beschrieben, die ursächlich mit der Krebsentwicklung zusammenhängen aber auch das Ansprechen auf eine Krebstherapie beeinflussen. Durch Daten aus der Gesamtgenom- und Transkriptomsequenzierung bietet sich die Möglichkeit, das Mikrobiom im Gewebe jenseits von der gezielten Analyse von bakteriellen 16S rRNA Signaturen im Detail zu charakterisieren. Im CanBiom Projekt werden wir die Zusammenhänge zwischen dem Mikrobiom und der Entstehung und dem Therapieansprechen bei Tumorerkrankungen in zwei Richtungen genauer analysieren. Einerseits werden wir auf Grundlage von neuen großen Kohorten von Gesamtgenom- und Transkriptomsequenzierung das tumorspezifische Mikrobiom im Detail analysieren und Assoziationen mit den genomischen Veränderungen in den Tumoren untersuchen, um Mikrobiom-basierte Biomarker zu identifizieren. Zweitens werden wir in einer großen Brustkrebskohorte die Assoziation zwischen Chemo- und Immuntherapie und der Mikrobiomkomposition im Brustgewebe analysieren, um therapierelevante Biomarker zu identifizieren.

Endokrines System

Dr. rer. nat. Nils Hartmann

Institut für Pathologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Die Rolle von mitochondrialen DNA-Veränderungen und des mTOR-Signalweges in neuroendokrinen Tumoren des Pankreas

Neuroendokrine Tumoren sind seltene Krebserkrankungen, die schwer zu behandeln sind. Wir haben in der ersten Phase dieses Forschungsprojekts eine außergewöhnlich große Kohorte von neuroendokrinen Tumoren des Pankreas (pNETs) etabliert und charakterisiert. Unter anderem haben wir herausgefunden, dass in 34 der 157 pNETs (22 %) der mTOR-Singalweg aktiviert ist und dass überraschenderweise die Menge an mitochondrialer DNA in den mTOR-aktivierten pNETs reduziert ist. Mittels RNA-Sequenzierung konnten wir in neuroendokrinen Zellen Gene identifizieren, die je nach Aktivierung des mTOR-Signalweges unterschiedlich exprimiert werden. Nachdem wir nahezu alle Ziele der ersten Förderperiode erreicht haben, möchten wir in der zweiten Phase die Genexpression aller pNETs dieser Kohorte mittels RNA-Sequenzierung analysieren, um u. a. die Auswirkungen der mTOR-Aktivierung auf die Mitochondrien im Tumorgewebe zu bestimmen. Außerdem wollen wir die Funktion der neu entdeckten mTOR-Zielgene in pNET-Zellen durch Manipulation der Expression untersuchen. In Zukunft könnte die Kombination von mTOR- und Mitochondrien-Inhibitoren eine neue und vielversprechende Strategie zur Behandlung von pNETs darstellen.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

PD Dr. med. Florian Bömmel, von

Klinik und Poliklinik für Onkologie, Gastroenterologie, Hepatologie, Pneumologie und Infektiologie
Universität Leipzig

Investigation of circulating markers of intermediate/advanced hepatocellular carcinoma for predicting the response to trans-arterial or systemic therapies

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache mit steigender Inzidenz. HCCs im intermediären Stadium werden vorzugsweise mittels transarteriellen Verfahren und im fortgeschrittenen Stadium mittels systemischer Therapien behandelt. Das Ansprechen auf diese Therapien ist jedoch sehr variabel und schwer vorhersagbar. Ein frühzeitiges Erkennen des Nichtansprechens mit der Möglichkeit der raschen Therapieumstellung stellt somit einen hohen medizinischen Bedarf dar. Die Verfügbarkeit von zirkulierenden Biomarkern würde eine bedeutsame Verbesserung der aktuellen Behandlungssituation bedeuten. Im Blut zirkulierende Tumorbestandteile wie freie Tumor-DNA, zirkulierende Tumorzellen oder MikroRNAs sind leicht verfügbar und können Echtzeit-Informationen über die Tumorbiologie eines Patienten liefern. Wir wollen anhand von diesen Biomarkern vielversprechende Kandidaten zur Prognose und zum Monitoring des Therapie-Ansprechens identifizieren und hoch-sensitive Methoden für ihren Nachweis etablieren. Hierzu können wir auf Patientenmaterialien und -daten aus prospektiven Studien und auf gut etablierte molekulare Untersuchungsverfahren zurückgreifen.

Prof. Dr. med. Jochen Gaedcke

Klinik für Allgemein-, Viszeral und Kinderchirurgie
Georg-August-Universität Göttingen

Definition von KRAS Allele spezifischen Therapien für das Rektumkarzinom

Die Therapie zwischen Colon und Rektumkarzinomen (RCA) unterscheiden sich wesentlich – ebenso die bekannten Stratifizierungsmodelle. Das KRAS Onkogen ist in ungefähr 40% der Patienten mit einem RCA mutiert und treten vor allem in den Codons 12 und 13 auf. Zuletzt konnten eindeutige Allele spezifische Funktionen definiert werden. Eigene Vorarbeiten zeigen, dass insbesondere die KRAS G12C und G12V mutierten RCAs einen schlechten klinischen Verlauf und ein geringeres Ansprechen auf die aktuelle Radiochemotherapie aufweisen. Dies impliziert den Bedarf spezifische Therapien in prä-klinischen Modellen zu entwickeln. Motiviert durch KRAS Inhibitoren in anderen Tumorentitäten, wollen wir pan-KRAS- oder KRAS G12C-Inhibitoren als Basis anwenden, um neue Therapieformen zu entwickeln. Hier soll über die Kombination von mechanistischen und unvoreingenommenen Screeninguntersuchungen, potentielle Kombinationstherapien gefunden, die Wirkweise verstanden und deren Relevanz, in für die Klinik prädiktiven Organoidmodellen validiert werden. Unsere Arbeiten sollen zur präzisen Anwendung von KRAS-spezifischen Inhibitoren beitragen und die Grundlage für spätere klinische Translation legen.

Dr. rer. nat. Rene-Filip Jackstadt

Nachwuchsgruppe Tumorprogression und Metastasierung
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Funktionelle Charakterisierung von genetischen Alterationen in BRAF mutierten kolorektalen Karzinomen und deren Einfluss auf Tumorprogression und Therapieansprechen

Das mikrosatellitenstabile kolorektale Karzinom (KRK) mit Mutationen im BRAF Gen bleibt trotz verbessertem klinischem Management eine der aggressivsten Subtypen des KRKs. Unsere Vordaten zeigen eine beachtliche genetische Heterogenität in BRAF mutierten Tumoren. Dabei weisen unsere Arbeiten aus Mausmodellen und publizierte umfassende Analysen in Patientenmaterial darauf hin, dass aktivierende Alterationen im WNT Signalweg eine zentrale Rolle spielen. Trotz der offensichtlichen Rolle von WNT Signalwegmutationen in BRAF mutierten aggressiven Tumoren sind die funktionellen Konsequenzen dieser Alterationen nicht bekannt. Daher wollen wir in diesem Projekt die Hypothese adressieren, dass Alterationen im WNT Signalweg in BRAF mutierten KRK (häufigste Mutationen in APC, CTNNB1, RNF43 oder Fusionen von RSPO) jeweils distinkte Phänotypen zeigen. Dabei werden wir uns auf Veränderungen im Tumorimmunmikromilieu (TIME) konzentrieren, die vielversprechende therapeutische Ziele bergen. Dazu werden wir hochrelevante immunkompetente Tiermodelle, frisches Patientenmaterial und Tumor-Organoidkulturen nutzen, um diese mittels Einzelzellanalysen und funktionellen Assays zu charakterisieren.

Prof. Dr. rer. nat. Katja Kotsch

Klinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Funktionelle Bedeutung Mukosa-assoziierter invarianter T (MAIT) Zellen für das Magenkarzinom – Implikationen für Tumortherapie und Prognose

Das Magenkarzinom (MK) ist eines der häufigsten Tumorarten des Verdauungssystems. Eine Infektion mit H. pylori und eine daraus resultierende chronische Entzündung wird als Hauptrisikofaktor für die Entwicklung eines MK diskutiert. In der Magenschleimhaut existieren Mucosal-associated invariant T (MAIT) Zellen, welche das an inflammatorischen Prozessen beteiligte Zytokin IL-17A produzieren. Obwohl sie einen konservierten T Zellrezeptor für die Erkennung bakterieller Metabolite tragen, exprimieren sie Rezeptoren, welche für Natürliche Killerzellen (NK) charakteristisch sind, z.B. NKG2D. Dieser ist bereits für eine effiziente Tumorelimination umfangreich dokumentiert worden. Unsere Daten belegen die Herunterregulation von NKG2D und weiteren NK Zellrezeptoren auf Tumor-residenten MAIT Zellen; eine Beobachtung, die eine reduzierte anti-Tumorantwort durch MAIT Zellen implementiert. In dem vorliegenden Projekt soll daher erstmalig auf zellulärer und molekularer Ebene die Rolle von MAIT Zellen im MK untersucht, sowie potentielle Ansätze zur Re-Konditionierung von MAIT Zellen als auch ihr prädiktives Potential für Patienten unter Therapie überprüft werden.

PD Dr. rer. nat. Christopher Kurz

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Patientenspezifische neuronale Netzwerke zur Autokonturierung und Dosisakkumulation in der abdominalen MRT-geführten Strahlentherapie

Die Magnetresonanztomografie (MRT)-geführte online adaptive Strahlentherapie ermöglicht die hochpräzisere Behandlung von Krebspatienten. Hierzu wird die zu applizierende Dosis bei jeder Behandlungsfraktion an die tagesaktuelle Patientenanatomie angepasst. Dies erhöht jedoch die Komplexität des klinischen Workflows sowie die Behandlungszeiten signifikant. Besonders kritische Punkte sind die langwierige tagesaktuelle Neukonturierung der Fraktionsbilder, sowie die genaue Nachverfolgung der im Laufe der adaptiven Therapie insgesamt applizierten Dosis. Während sich unser Erstantrag mit beiden Punkten initial im Kontext des Prostatakarzinoms auseinandersetzt, zielt dieser Folgeantrag darauf ab, die entwickelten Methoden auf abdominale Läsionen zu erweitern und durch neuartige Ansätze zu komplementieren. Zuerst sollen patientenspezifische neuronale Netzwerke unter Nutzung von Expertenkonturen aus der initialen Planungsphase zur Autosegmentierung von Ziel- und Risikostrukturen auf Fraktionsbildern implementiert werden. Mit deren Hilfe soll anschließend die tatsächlich applizierte Dosis unter Berücksichtigung intra- und interfraktioneller anatomischer Veränderungen rekonstruiert werden.

Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat. Manfred Marschall

Institut für Klinische und Molekulare Virologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Die Relevanz der Interaktion von herpesviralen cyclinabhängigen Kinase-Orthologen (vCDKs) mit humanen Cyclinen für die virale Replikation und für aktuelle antivirale Strategien

Die Cytomegalovirus (HCMV)-Infektion stellt ein gravierendes, in der Onkologie sogar lebensbedrohliches Problem dar. Verwandte Herpesviren tragen über ihre Tumorassoziation (PTLD-Lymphome, Kaposi-Sarkom) oder über langanhaltende Rekurrenzen (Zoster) zu einer erheblichen Morbidität beim Menschen bei. Bisherige Therapieerfolge werden durch Verträglichkeits- und Resistenz-Probleme gemindert. Hier wird eine neue antivirale Targeting-Strategie verfolgt, die auf dem Befund beruht, dass die HCMV-Proteinkinase mit humanen Cyclinen interagiert und dass hierin ein effektiver Angriffspunkt für inhibitorische Wirkstoffe liegt. Drei Programmpunkte sollen das Konzept mittels proteinbiochemischer, bioinformatischer und virologischer Methoden bestätigen: (i) mechanistische Aufklärung der HCMV Kinase–Cyclin-Bindung; (ii) Charakterisierung von Virusmutanten mit Defekten in der Cyclin-Bindung; (iii) Untersuchung der Cyclin-Interaktion von homologen herpesviralen Proteinkinasen zur Evaluierung einer breiten antiviralen Strategie. Im Fall der Thesenbestätigung sollen die Ergebnisse mittelfristig in eine translational-pharmakologisch nutzbare Entwicklung überführt werden.

Dr. med. Bülent Polat

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Intensivierung der Strahlentherapie durch Kombination mit HDM2 Inhibitoren und BH3 Mimetics bei p53 wildtyp kolorektalen Karzinomen

Kolorektale Karzinome (CRC) gehören in Deutschland zu den häufigsten Tumorerkrankungen. Patienten mit einem lokal fortgeschrittenen Rektumkarzinom werden aktuell mit einer neoadjuvanten Radio-Chemotherapie vorbehandelt. Wir wollen versuchen, die Effizienz der Strahlentherapie durch Kombination mit HDM2 Inhibitoren und BH3 Mimetics zu verbessern. Das Überleben der Tumorzellen unter Strahlentherapie hängt teils von der p53-vermittelten Reaktion auf DNA-Schäden ab, und HDM2 Inhibitoren bewirken in p53 wildtyp Zellen einen Anstieg des Spiegels von (aktiviertem) p53. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass dieses Signal durch eine simultane Konditionierung mit BH3 Mimetics deutlich effizienter in eine pro-apoptotische anti-Tumorwirkung übersetzt werden kann. Wir wollen nun an verschiedenen CRC Zelllinienmodellen die Wirksamkeit kombinierter Radiatio + HDM2 Inhibitor + BH3 Mimetic-Therapieschemata testen. Die besten Kombinationen sollen zusätzlich im Kontext onkogener Aktivierung des Ras/MAPK-Signalwegs untersucht werden. Dies könnte prinzipiell eine wirkungsvolle neue Kombinationstherapie für eine substanzielle Subgruppe von CRC-Patienten darstellen.

Prof. Dr. Nikita Popov

Innere Medizin VIII
Eberhard Karls Universität Tübingen

Analyse der onkogenen Funktionen und des therapeutischen Potenzials der Ubiquitin-Ligase Huwe1

Onkogene Signalwege sind häufig mit einer Deregulierung der RNA-Polymerase II (RNAPII) verbunden, was zu DNA-Schäden und Replikationsstress führt. Die Ubiquitin-Ligase Huwe1 reguliert die RNAPII-Funktion und ist für die Proliferation von Tumorzellen erforderlich, wodurch sie ein vielversprechendes Ziel für die Krebstherapie darstellt. Das Verständnis der katalytischen und der strukturellen Funktionen von Huwe1 ist für eine therapeutische Nutzung von wesentlicher Bedeutung. Wir haben ein genetisches Modell entwickelt, um speziell die Rolle der katalytischen Aktivität von Huwe1 zu untersuchen. Die ATPase Wrnip1 haben wir als Substrat und Huwe1-Effektor identifiziert - Wrnip1 und Huwe1 regulieren überlappende Gengruppen und beide kontrollieren die DNA Synthese. Wir schlagen vor, dass Huwe1 und Wrnip1 die genomische Stabilität durch eine integrierte Kontrolle der Transkriptions- und DNA-Replikationsmaschinerie aufrechterhalten. Wir werden die Mechanismen untersuchen, die den Funktionen von Huwe1 und Wrnip1 bei der Erhaltung des Genoms zugrunde liegen, und das therapeutische Potenzial dieses Weges erforschen.

PD Dr. rer. nat. Kathrin Renner-Sattler

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
Universität Regensburg

Metabolische Reprogrammierung in Kopf-Hals-Tumoren zur Steigerung der Effektivität der Checkpoint-Inhibition

Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinome (Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, HNSCC) haben eine schlechte Prognose und Checkpoint-Inhibitoren zeigen eine eingeschränkte Wirksamkeit. Das Ansprechen auf Immuntherapie hängt insbesondere von der Funktion intra-tumoraler T-Zellen ab, deren Aktivität durch das Stoffwechselmilieu im Tumor beeinträchtigt wird. Wir stellen die Hypothese auf, dass Lokalisation und Tumorgröße den Metabolismus und damit Immuninfiltration und Funktion im HNSCC, folglich das Ansprechen auf Checkpoint-Blockade beeinflussen. Durch die Analyse des metabolischen Profils von HNSCC unterschiedlicher Lokalisation und Größe sowie korrespondierender Mukosa werden differentiell exprimierte Metabolite und damit veränderte Stoffwechselwege identifiziert. Suppressive Effekte auf die T-Zellfunktion werden in vitro analysiert und Kombinationen aus anti-metabolischen Substanzen und Checkpoint-Inhibitoren in Ko-Kulturen von Tumorspheroiden und Immunzellen getestet. Abschließend wird ein in vivo Modell etabliert, das die metabolischen Gegebenheiten im humanen System möglichst reflektiert, um neue Kombinationstherapien für das HNSCC zu testen.

Prof. Dr. med. Armin Wiegering

Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie (Chirurgische Klinik I) des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Identifikation essenzieller Translationsfaktoren im Kolorektalen Karzinom

Nahezu alle kolorektalen Karzinome (CRC) weisen eine WNT-Signalweg-Aktivierung auf, was zur Überexpression des Onkogens MYC und unteranderem zur Steigerung der rRNA-Synthese durch die RNA-Polymerase 1 (RNAPOL1) führt. Eine elementare Aufgabe von MYC, speziell im hoch proliferativem Tumorgewebe, ist die Koordination von DNA-Transkription und DNA-Replikation zur Vermeidung von Konflikten beider Mechanismen. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass eine RNAPOL1-Inhibition spezifisch in der ribosomalen DNA (rDNA) Transkriptions-Replikations-Konflikte (TRCs) auslöst und dass eine Störung der Reparatur dieser durch eine Inhibition des DNA Damage Respons (DDR) Apoptose induziert. In diesem Projekt wird im Sinne einer forward translation die Lücke zwischen experimenteller Forschung und klinischer Anwendung geschlossen. Ziel ist es, i) die Kombination einer RNAPOL1-Inhibition mit einer DDR-Inhibition in vitro zu optimieren, ii) in einem präklinischen Mausmodell für kolorektale Lebermetastasen (CRLM) die in vivo Anwendbarkeit zu überprüfen und iii) die Effektivität der Kombination an patient-derived organoids (PDOs) auf die Wirksamkeit im humanen Kontext zu validieren.

Genitaltrakt, männlich

Prof. Dr. sc. hum. Matthias Eder

DKTK-Partnerstandort Freiburg
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Intratumorale Heterogenität des Prostatakarzinoms: Entwicklung neuer nuklearmedizinischer Behandlungskonzepte

Die Therapie des metastasierten Prostatakarzinoms stellt eine große klinische Herausforderung dar und Therapieoptionen sind für betroffene Patienten sehr limitiert. Durch die Entwicklung von radioaktiv markierten Inhibitoren des Prostataspezifischen Membranantigens (PSMA) konnte in den letzten Jahren eine vielversprechende neue Therapieform für das Prostatakarzinom klinisch erprobt und kürzlich auch durch die FDA zugelassen werden. Trotz überzeugender Behandlungserfolge schmälert jedoch die bekannte Heterogenität des Prostatakarzinoms den langfristigen nuklearmedizinischen Behandlungserfolg. PSMA ist zwar in ca. 90% aller Prostatakarzinome überexprimiert, allerdings wird häufig von einer intratumoralen Heterogenität und nach initial erfolgreicher Therapie auch von Rezidiven berichtet. Diese klinische Situation ist Ausgangspunkt des Projekts. Im Rahmen des Vorhabens wurden in einer ersten Projektphase Peptide identifiziert und sollen nun im Rahmen der Fortsetzung präklinisch erprobt werden. Über die beantragten Ansätze ergeben sich neue Diagnoseverfahren und potentiell neue Therapieoptionen im Rahmen eines theranostischen nuklearmedizinischen Konzeptes.

PD Dr. Iurii Tolkach

Institut für Pathologie
Universität zu Köln

Objektivierung der Prostatakarzinompathologie durch Künstliche Intelligenz – basierte Analyse und Entwicklung von neuen prognostischen und prädiktiven Tools

Die Einführung der digitalen Pathologie bietet die Möglichkeit zur computergestützten Analyse histologischer Schnitte, inkl. künstlicher Intelligenz (KI). Die Bewertung der Aggressivität beim Prostatakarzinom (PCA) ist heutzutage ein subjektiver Prozess, jedoch von größter Bedeutung für die klinische Entscheidungsfindung. Viele weitere Merkmale sind auch in der Tumormorphologie verschlüsselt und stehen für die Analyse zur Verfügung – eine Aufgabe, die für KI- basierte Algorithmen realisierbar ist. In der vorherigen Arbeit wurde ein hochpräzises KI-basiertes Tool für die PCA-Erkennung und Aggressivitätsgraduierung entwickelt. Im Rahmen des Projekts wird digitalisiertes histologisches Material einer großen multi-institutionellen Kohorte von PCA-Patienten mit zugehörigen klinischen Daten analysiert, um die derzeitigen diagnostischen Prinzipien im Bereich des PCA (inkl. Aggressivitätsgrading, Tumorsubtypisierung) durch einen vollständig quantitativen, KI-basierten Ansatz zu objektivieren und zu verbessern. Die Entwicklung eines neuen Aggressivitätsgradierungssystems sowie die Korrelation zwischen Tumormorphologie und Molekulargenetik sind explorative Ziele des Projekts.

Genitaltrakt, weiblich

Dr. rer. nat. Thilo Dörk-Bousset

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Identifizierung und Validierung genetischer Dispositionen für Endometriumkarzinom

In dem hier beantragten zweijährigen Projekt erforschen wir die molekularen Ursachen des Endometriumkarzinoms durch genomweite Analysen. Wir verwenden genomweite Assoziationsstudien (GWAS) zur Identifizierung häufiger niedrigpenetranter Risikofaktoren sowie Exomsequenzierungen (WES) zur Identifizierung seltener höherpenetranter Genvarianten. Unser Vorhaben umfasst eine eigene GWAS an bisher untypisierten deutschen Patientinnen und Kontrollen sowie deren kombinierte Analyse mit vorliegenden Datensätzen des Endometrial Cancer Association Consortiums und vier Biobanken. Diese Studie soll als weltweit größte genomische Studie für Endometrialkarzinom zu der Identifizierung neuer Dispositionsloci und zur Risikopräzisierung für bekannte Loci führen. Parallel dazu wollen wir mit WES neue Kandidatengene mit klinisch relevanten Mutationen höherer Penetranz identifizieren und in einem anschließenden targeted sequencing Projekt an jeweils 800 weiteren Fällen und Kontrollen validieren. Wir versprechen uns von diesem Ansatz große Fortschritte in der Klärung der vielfältigen genetischen Dispositionen für Endometriumkarzinom.

apl.-Prof. Dr. rer. nat. habil. Viktor Magdolen

Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde
Technische Universität München (TUM)

KLK-vermittelte Genexpression von Keratin 7, Keratin 19 und Moesin als neuartiger Therapieresistenz-Mechanismus beim Ovarialkarzinom

Das Ovarialkarzinom (OC) wird meist spät diagnostiziert, die intraperitoneale Tumor-ausbreitung ist dann bereits erfolgt und die verfügbaren therapeutischen Interventionen wirken meist nur vorübergehend. Viele Proteasen, darunter KLK4, 5, 6 und 7, sind negative Prognosefaktoren beim OC, wobei die Überexpression der Peptidasen u.a. zu einer Hoch-regulation von Keratin 19 und Moesin und Herunterregulation von Keratin 7 in OC-Zellen führt. Diese Proteine sind mit Funktionen des Zytoskeletts assoziiert und bestimmen damit den Phänotyp der Tumorzellen. Ziel des Projekts ist die zellbiologische und tierexperimentelle Analyse der Effekte einer differentiellen Expression dieser Faktoren auf tumorbiologische Parameter wie Proliferation, Migration, Metastasierung und Chemotherapie-Resistenz. Zudem wird die klinische Relevanz der Expression dieser Faktoren hinsichtlich Prognose und Ansprechen auf Therapie in OC-Patientinnen-Kollektiven bestimmt. Perspektivisch könnte ein besseres Verständnis des Mechanismus der KLK-vermittelten Expression von Keratin 7, Keratin 19 und Moesin dazu beitragen neue Therapieoptionen des fortgeschrittenen OC zu entwickeln.

PD Dr. rer. nat. Barbara Walch-Rückheim

Institut für Virologie
Universität des Saarlandes

Charakterisierung des Therapie-induzierten Immunmilieus bei Zervixkarzinompatientinnen und sein Einfluss bei der Rezidivbildung

Die Therapie des Zervixkarzinoms beeinflusst neben Tumorzellen auch das Immunsystem der Patientinnen. Wir konnten erhöhte Frequenzen an Th17-Zellen im Blut von Patientinnen nach Radiochemotherapie nachweisen, die mit dem Auftreten von Rezidiven assoziiert waren. Das Therapie-induzierte, individuelle Immunmilieu scheint somit die Rezidivbildung zu beeinflussen. Dieses möchten wir auf Einzelzellebene mittels „single cell sequencing“ und Durchflusszytometrie charakterisieren und Änderungen in der Zusammensetzung, des Phänotyps oder der Funktionalität mit dem Krankheitsverlauf korrelieren. Zudem möchten wir untersuchen in wieweit Th17-Zellen die Invasivität von Krebszellen beeinflussen, welche durch Th17-induzierte zellulären Faktoren hierbei eine Rolle spielen und ob ein Zusammenhang zwischen im Blut vorhandenen Th17-Zellen und zirkulierenden Krebszellen besteht und Einfluss auf die Rezidivbildung nimmt. Durch das Projekt erwarten wir wesentliche Erkenntnisse zum Einfluss des individuellen, Therapie-induzierten Immunmilieus auf den Krankheitsverlauf als Angriffspunkte immuntherapeutischer Strategien, die helfen könnten therapeutische Ansätze individueller auf Patientinnen anzupassen.

Haut + malignes Melanom

Prof. Dr. rer. nat. Anja-Katrin Bosserhoff

Institut für Biochemie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Analyse von Melanom-relevanten microRNAs zum Verständnis von Differenzierung und Plastizität bei Melanomen

Molekulare Prozesse der Embryonalentwicklung werden in der Tumorentstehung oftmals reaktiviert. In diesem Projekt möchten wir, auf Basis eines in vitro Modells der De-Differenzierung von Melanozyten in Melanoblasten-ähnliche Zellen, miRNAs identifizieren, die die Entstehung und Progression des Melanoms fördern. Melanozyten entstammen der Neuralleiste und wandern als Melanoblasten in der Embryogenese große Strecken. Neben diesem migratorischen Potential verfügen die Zellen auch über die Fähigkeit der Invasion, wenn sie z.B. durch die Basalmembran in die Epidermis wandern. Wir haben die molekularen Unterschiede zwischen Melanoblasten/Melanozyten und Melanomzellen untersucht und konnten zeigen, dass miRNAs bei Differenzierungsprozessen eine wichtige Rolle spielen. Über die Hypothese, dass der molekulare Vergleich mit Differenzierung relevante Veränderungen der Tumorprogression aufzeigen kann, haben wir für das Melanom aus der Fülle an fehlregulierten miRNAs in der ersten Förderphase miR101 als wesentlichen Treiber der Tumorprogression definiert. In der zweiten Förderphase sollen die Bedeutung und mögliche therapeutische Optionen der miR bzw. relevanter Zielgene charakterisiert werden.

PD Dr. rer. nat. Karsten Gülow

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin I
Universität Regensburg

Genomweite CRISPR/Cas9 Knock-out Studie zur Identifizierung Gen-abhängiger Resistenzen bei der Behandlung des kutanen T-Zelllymphoms (CTCL) mit Dimethylfumarat (DMF)

Das Sézary Syndrom gilt als die aggressivste Form des kutanen T-Zell Lymphoms und ist unheilbar. Mit Hilfe der großzügigen Unterstützung der Wilhelm-Sander-Stiftung konnten wir bereits zeigen, dass der Fumarsäureester Dimethylfumarat (DMF) eine hoch wirksame Therapieoption für T Zell Lymphome, die eine konstitutive NF-kappaB-Aktivierung aufweisen, darstellt. Die Ergebnisse sind so vielversprechend, dass wir eine Klinische Studie der Phase II A initiiert haben. Diese Studie wird zurzeit ausgewertet. Allerdings können wir nicht ausschließen, dass die Patienten besonders in Langzeit-Therapien Resistenzen entwickeln können. Um diesen Effekt entgegenzuwirken, untersuchen wir die Gen-abhängige Resistenzentwicklung bei DMF-Behandlungen. Dazu benutzen wir Modell Zelllinien des kutanen T-Zell Lymphoms (HH-Zellen) sowie Modell-Zelllinien der akuten lymphatischen Leukämie (CEM-Zellen) und erstellen eine Genom-weite CRISPR/Cas9 Knock-out Studie. Die Arbeiten klären auf, welche genetisch-mutierten Faktoren bei der Resistenzbildung gegenüber DMF eine Schlüsselrolle spielen. Eine Identifikation dieser Resistenzfaktoren ermöglicht dann, die Therapie patientenindividuell anzupassen.

Dr. rer. nat. Samuel Peña-Llopis

Klinik für Augenheilkunde - Universitätsklinikum Essen
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Zielgerichtete Histon-Deacetylierung bei BAP1-mutierten Krebsarten

Das Aderhautmelanom ist das häufigste primäre intraokulare Malignom bei Erwachsenen und zeichnet sich durch eine hohe Inzidenz von Metastasen aufgrund von Mutationen im epigenetischen Modifikator BAP1 aus. Wir haben das Nierenzellkarzinom zuvor anhand von inaktivierenden Mutationen in BAP1 und einem weiteren epigenetischen Modifikator, PBRM1, klassifiziert. Während die BAP1-Inaktivierung mit aggressiven Tumoren, Metastasierung und schlechtem Patientenüberleben assoziiert ist, ist der PBRM1-Verlust mit einer guten Prognose und einem positiven Ansprechen auf Immun-Checkpoint-Inhibitoren verbunden. Es gibt jedoch keine spezifische Behandlung für Tumoren mit Mutationen in BAP1. Wir analysierten die genetischen Schwachstellen von BAP1-mutierten Krebsarten mit Hilfe eines groß angelegten RNA-Interferenz-Screens und fanden heraus, dass eine Histon-Deacetylase mit BAP1-Verlust synthetisch letal ist. Daher wollen wir den Mechanismus weiter verstehen und ihn in vitro, in vivo in Mäusen und ex vivo in von Patienten stammenden Organoiden als präklinische Modelle validieren. Diese Studie könnte zu neuen Therapien für die Behandlung von Patienten mit tödlichen Tumoren mit BAP1-Mutationen führen.

Immunsystem + Hämatopoese

PD Dr. med. Dr. rer. nat. Maya Caroline Andre

Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Eberhard Karls Universität Tübingen

Untersuchungen zur Elimination B7-H6 exprimierender AMLs mittels NKp30/CD28-CAR T/NK Zellen

Rückfälle nach Transplantation sind meist letal. Im Bereich der adoptiven Zelltherapie konnten CAR-T Zellen bemerkenswerte Erfolge bei der B-ALL, nicht aber der AML erzielen, da hier die Zielantigene auch auf gesunden Stammzellen exprimiert werden. Wir haben daher NKp30-CAR-T Zellen generiert, welche B7-H6 auf AML binden. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass unsere NKp30/CD28-CAR-T Zellen hocheffektiv sind; allerdings ist die patientenindividuellen Herstellung aufwändig und das potentielle Nebenwirkungsprofil nicht risikolos. Wir stellen daher die Hypothese auf, dass das Einbringen unseres NKp30/CD28 Konstruktes in natürliche Killer (NK) Zell-Präparationen zu einer vereinfachten Logistik und einer höheren Sicherheit führt. Wir möchten daher die Affinität unseres NKp30/CD28-CAR Konstruktes weiter optimieren, diesen dann in die NK.92 Zelllinie, aber auch in iPS-NK Zellen bringen, und funktionellen Konsequenzen eines solchen Transfers in einem hochmodernen Mausmodell näher zu untersuchen. Die hier dargestellte Kollaboration zwischen Tübingen und Mainz hat das Ziel, ein «off-the-shelf» CAR-NK Zell Produkt herzustellen, welches hochaffin ist und ein optimiertes Nebenwirkungsprofil hat.

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Blankenstein

Molekulare Immunologie und Gentherapie
Max-Delbrück-Centrum (MDC)

Einfluss der Bindung von Interferon-γ an die extrazelluläre Matrix in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht

Interferon- (IFN) ist essenziell bei der Bekämpfung von Tumoren und intrazellulären Krankheitserregern. Wir haben gezeigt, dass IFN durch Bindung an Heparansulfat (HS) im Bindegewebe (extrazelluläre Matrix, ECM) solider Tumoren zurückgehalten wird. Ein Motiv von vier positiv geladenen Aminosäuren (KRKR) im IFN bindet negativ geladenes HS im Bindegewebe. Durch die CRISPR/Cas9 Technologie haben wir Mäuse hergestellt, in denen das KRKR Motiv im endogenen IFNγ-Genlokus deletiert ist. Unsere Experimente in IFNKRKR transgenen Mäusen zeigten, dass die akute T-Zell-vermittelte Tumorabstoßung nicht durch die Bindung des IFN an HS beeinflusst wird, dass die ECM Bindung allerdings bei chronischen Immunantworten überlebenswichtig ist. Dabei wird systemische Toxizität verhindert, indem das Zytokin durch die ECM Bindung im Gewebe zurückgehalten wird. Es ist bekannt, dass sich die Zusammensetzung der ECM im Laufe des Lebens verändert und zwischen den Geschlechtern unterscheidet, daher wollen wir nun in einer Folgeuntersuchung die Auswirkung von Alter und Geschlecht auf die Interaktion zwischen HS und IFN bei Immunantworten, die sich gegen Tumoren oder gegen Viren richten, untersuchen.

Dr. rer. nat. Heiko Bruns

Medizinische Klinik 5 - Hämatologie und Internistische Onkologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Funktion und Bedeutung der Tumor-assoziierten Makrophagen beim Multiplen Myelom

Das Multiple Myelom (MM) ist eine der häufigsten hämatologischen Neoplasien und kann trotz der Entwicklung neuer Therapiemodalitäten bisher bei der Mehrheit der Patienten nicht geheilt werden. Obwohl therapeutische Antikörper bei der Behandlung des MM Einzug erhalten haben, gibt es noch Unklarheiten wie sich auch hier Resistenzen entwickeln. Unsere Vorarbeiten deuten darauf hin, dass Makrophagen nach Antikörper-vermittelte Phagozytose (ADCP) über ein aktives Inflammasom verfügen. Im vorliegenden translationalen Projekt stellen wir daher die Hypothese auf, dass durch die übermäßige Aufnahme von MM Zellen mittels ADCP das Inflammasom und schließlich Pyroptose in den TAMs induziert wird. Weiter vermuten wir, dass diese Prozesse in einer gesteigerten Inflammation und einer Depletion der Makrophagen resultieren, was letztendlich den Progress der Erkrankung fördert. Zudem gehen wir davon aus, das eine Inhibition des Inflammasoms und der Pyroptose die Effektivität der ADCP gesteigert werden kann. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen (i) Resistenzmechanismen bei der ADCP besser zu verstehen und (ii) bestehende Therapien zu verbessern.

Dr. rer. nat. Jan Rafael Dörr

Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Membranlose Organellen als Zielstruktur für Seneszenz-spezifische Therapien pädiatrischer Neoplasien

Therapieresistenz stellt eine Limitation für kurative Tumortherapien dar. Deshalb benötigen wir ein besseres Verständnis für den Einfluss zellulärer Schutzmechanismen, z.B. Therapie-induzierter Seneszenz (TIS), auf Therapieansprechen und Therapieresistenz. Während viele phänotypische Veränderungen seneszenter Tumorzellen und ihre Auswirkung auf Tumorphysiologie und Tumortherapie untersucht wurden, sind die molekularen Mechanismen, die diese Veränderungsprozesse organisieren, weitgehend unbekannt. Zelluläre Prozesse werden häufig durch die Konzentration von Biomolekülen in membranlosen Organellen (MLO) gesteuert, aber ob MLO TIS beeinflussen oder TIS MLO verändert ist ungeklärt. Das Forschungsprojekt charakterisiert deshalb mittels Transkriptom- und Proteomanalytik, Fluoreszenzmikroskopie und RNA-Interferenz Screens TIS-spezifische Veränderungen von MLO in pädiatrischen Tumoren und analysiert dabei vor allem die Rolle der DEAD Box ATPasen DDX1 und DDX3X im Neuroblastom und in aggressiven B-Zell Lymphomen. Durch diese Untersuchung sollen neue MLO-assoziierte Therapien identifiziert werden, die TIS Tumorzellen eliminieren, um die Behandlung pädiatrischer Neoplasien zu verbessern.

PD Dr. med. Niklas Gebauer

Klinik für Hämatologie und Onkologie
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Genomische und transkriptomische Charakterisierung primär renaler Lymphome im klinischen Kontext

Primär renale Lymphome (PRL) stellen eine seltene Untergruppe der non-Hodgkin Lymphome dar, wobei die häufigste Histologie das diffuse großzellige B-Zell Lymphoms ist, gefolgt von follikulären und Marginalzonenlymphomen. Sie sind durch einen ungünstigen klinischen Verlauf mit häufiger Beteiligung des zentralen Nervensystems (ZNS) gekennzeichnet, so dass sie im klinischen Alltag eine Herausforderung darstellen. Über die molekulare Pathogenese der PRL ist wenig bekannt. Wir haben eine klinisch annotierte Kohorte von 65 PRL (35 aggressive und 30 indolente) zusammengestellt und planen nun deren genomische Charakterisierung mittels FISH, whole-exome Sequenzierung und OncoScan CNV-Array. Darüber hinaus planen wir die RNA-Sequenzierung für Genexpressionsanalysen und die Identifikation von Genfusionen. Als Vergleichskohorte dienen hierbei verfügbare Daten von Lymphomen gleicher Histologie nodalen, systemischen und immunpriviligierten (ZNS, Keimdrüsen) Ursprungs. Neben der Charakterisierung der molekularen Landschaft des PRL und genetischer Treiber des ungünstigen klinischen Verlaufs und Tropismus zielt die Arbeit auf die Identifikation therapeutisch adressierbarer Vulnerabilitäten.

Dr. med. Claudio Giachino

Departement Biomedizin
Universität Basel

Regulierung der Interferonantwort und Lymphozytenrekrutierung durch einen Krebsstammzellfaktor in Glioblastomen

Glioblastome (GBMs) sind sehr aggressive Hirntumore und resistent gegen die aktuellen sowohl herkömmlichen, als auch gezielten therapeutischen Interventionen. Immunevasion ist verstärkt in GBMs, was somit die Immuntherapie in den meisten Patienten erschwert. Die Strategien, mit welchen GBMs das Immunsystem umgehen können, sind bis dato ungenügend erforscht. Wir haben nun Hinweise, die aufzeigen, dass die Aktivität des Notch-Signalwegs in GBM-Zellen zu Anfälligkeit für Immunevasion und immunvermittelten zytostatischen und zytotoxischen Aktivitäten durch Interferon-γ (IFNγ) prädisponieren kann. Wir stellen die Hypothese auf, dass Notch-Signale in GBM-Zellen die Interferon-γ-antwort, MHC-I-Expression und Lymphozyten-Infiltration potenzieren und dass reduzierte physiologische Notch-Spiegel von Hirntumorzellen ausgenutzt werden können, um die Immunevasion zu verstärken. Das vorliegende Projekt wird sich um die fundamentalen und stark in Zusammenhang liegenden Aspekte der IFNγ-Resistenz, Antigen-Präsentation, Lymphozyten-Rekrutierung und des Notch-regulierten Zellschicksals in GBM kümmern. Die Resultate werden wichtige Folgerungen für die Entwicklung von diversen Krebsarten, in welchen IFNγ-Signale und tumorinfiltrierende Lymphozyten involviert sind, mit sich bringen.

Dr. med. Maike Janssen

Klinik für Innere Medizin V für Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie
Universität Heidelberg

Untersuchungen zum Synergismus von Venetoclax (VEN) und Gilteritinib (GIL) bei der Akuten Myeloischen Leukämie (AML) mit FLT3 Wildtyp (WT)

Die Kombination von Venetoclax (VEN) mit einer antileukämischen Substanz führt bei der AML häufig zu einer klinischen Remission. Trotz bemerkenswerter Ansprechraten ist ein signifikanter Prozentsatz der Patienten jedoch refraktär und eine Vielzahl von Patienten mit initialem Ansprechen erleidet später ein Rezidiv. Unsere Vordaten zeigen, dass VEN in Kombination mit Gilteritinib (GIL) synergistisch ist. Überraschenderweise war dieser Effekt auch bei der AML mit FLT3-Wildtyp (WT) nachweisbar. Das Ziel dieses Projektes ist es daher, den Wirkmechanismus von VEN/GIL bei der FLT3-WT AML in vitro und in vivo zu charakterisieren. Wir werden zunächst die VEN/GIL Effizienz in Zelllinien, primären AML- Proben und PDX- Mausmodellen detailliert untersuchen. In mechanistischen Analysen werden wir anschließend die molekularen Treiber des VEN/GIL Synergismus in der FLT3-WT AML identifizieren sowie mit denen von FLT3-ITD AMLs vergleichen. Identifizierte Mechanismen werden wir funktionell in vitro und in PDX- Mausmodellen validieren. Die gewonnenen präklinischen Ergebnisse sollen zur Entwicklung einer klinischen Studie zur Evaluierung dieser neuen Kombinationstherapie bei FLT3-WT AMLs beitragen.

Prof. Dr. med. Sebastian Kobold

Abteilung für Klinische Pharmakologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Prostaglandin E2-resistente CAR-T-Zellen zur Tumortherapie

Der Einsatz zellulärer Therapien in der soliden Onkologie konnte bislang nicht annähernd an die Erfolge der chimären Antigenrezeptor (CAR)-modifizierten T-Zellen in der Hämatologie anknüpfen. Ein wesentlicher Faktor, der die Wirksamkeit solcher CAR-T-Zellen verhindert, ist eine starke lokale Immunsuppression im Tumormikromilieu. Hier spielen insbesondere Prostanoide wie Prostaglandin E2 (PGE2) eine wichtige Rolle. In bisher unveröffentlichten Untersuchungen fanden wir heraus, dass PGE2 über die Rezeptoren EP2 und EP4 CAR-T-Zellen in vitro und in vivo hemmen. Wird der CAR in T-Zellen aus EP2-EP4 doppel-Knock-out Mäusen exprimiert, sind diese in der Lage Tumor-tragende Tiere zu heilen. In weiteren Experimenten haben wir eine Methodik etabliert, um EP2 und EP4 aus primären murinen T-Zellen auszuknocken. Diese Untersuchungen konnten wesentliche Ergebnisse bestätigen. Um das Konzept nun in Richtung therapeutischer Anwendung im Menschen zu erproben, beantragen wir Mittel, um primäre humane EP2-EP4 doppel-Knock-out CAR-T-Zellen in vitro und in vivo in Xenograftmodellen im Sinne eines proof-of-concept zu erproben. Dies würde die Voraussetzung für die weitere Translation darlegen.

PD Dr. med. Daniel Lipka

Sektion Translationale Krebsepigenomik
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Funktionelle Charakterisierung von Nav1 in normaler und maligner Hämatopoese

Die juvenile myelomonozytäre Leukämie (JMML) wird anhand von DNA-Methylierungsmustern in drei Subtypen unterteilt, welche signifikant mit der Prognose der Patienten korrelieren. Die allogene Blutstammzelltransplantation stellt die einzige kurative Therapieoption bei der JMML dar. Dennoch können gegenwärtig nur etwa 60% der Patienten geheilt werden. Die Promotorregion von NAV1 ist in der JMML aberrant hypermethyliert. NAV1 kodiert das Protein Neuron Navigator 1 und ist in hämatopoetischen Zellen exprimiert und dynamisch reguliert, jedoch funktionell in der Hämatopoese bislang nicht untersucht. Zusammengenommen weisen unsere präliminären Daten auf eine mögliche funktionelle Rolle sowohl in normaler als auch in maligner Hämatopoese hin. Mittels „multi-omics“ Analysen werden wir die Regulation von Nav1 umfassend in hämatopoetischen Zellen charakterisieren. Funktionelle Analysen sollen die Effekte einer Nav1-Dysregulation auf die myeloische Differenzierung und auf den Krankheitsphänotyp in einem JMML Mausmodell untersuchen. Diese Analysen legen die Grundlage für weitere Studien, welche das pathogenetische und therapeutische Potential von NAV1 in der JMML charakterisieren sollen.

Prof. Dr. rer. nat. Rolf Marschalek

Institut für Pharmazeutische Biologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

ICOSLG als potentielle Ursache der t(4;11) proB-ALL Rezidiventwicklung

KMT2A-Rearrangements (KMT2A-r) treten bei 70-80% aller akuten lymphoblastischen Leukämien bei Säuglingen (iALL) auf. Unter diesen ist die Translokation t(4;11) die häufigste und mit einer Rezidivierung in ~66% der Fälle assoziiert. Wir konnten nun zeigen, dass der Transkriptionsfaktor EGR3 die Genexpression des Immunrezeptors ICOSLG im Kontext der t(4;11) iALL positiv reguliert und die Expression von EGR3 und ICOSLG mit der Rezidiventwicklung assoziiert ist. Die Hochregulierung der ICOSLG- Expression in t(4;11) ALL-Zellen bewirkte eine verstärkte Entwicklung von regulatorischen T- Zellen (Tregs). Dies wurde durch Behandlung mit einem α-ICOSLG-Antikörper aufgehoben. Wir postulieren daher, dass eine ICOSLG-Hochregulation die Expansion von Tregs in der ALL Knochenmarksnische zur Folge hat und so ein Immunprivileg aufgebaut wird, dass T- Zell-Antworten gegen ALL Zellen verhindert und damit eine Rezidivierung ermöglicht. Wir möchten nun ein Mausmodell entwickeln, um zu untersuchen, ob ICOSLG-Überexpression in hämatopoetischen Stammzellen ein Immunprivileg in der Knochenmarksnische etabliert, und ob eine Behandlung mit ICOSLG-Checkpoint-Inhibitoren dieses Immunprivileg aufheben kann.

Dr. med. Armin Rehm

Translationale Tumorimmunologie
Max-Delbrück-Centrum (MDC)

Ein mehrdimensionaler Ansatz zur Heilung des Follikulären Lymphoms: ein dualer CAR in T-Gedächtnis- Stammzellen zielt auf Tumorzellen und Stromazellen ab

Über die letzten Jahrzehnte beobachten wir Durchbrüche in Tumortherapien, ermöglicht durch Immuntherapien. Neben der Immune Checkpoint Blockade haben diese Erfolge CAR T Zellen vermittelt. T Zellen entstammen dem Tumorpatienten selbst und werden ex vivo durch Gentransfer mit einem Tumor-spezifischen CAR versehen. Das erfolgreichste Ansprechen lässt sich für anti-CD19 CAR T Zellen gegen aggressive B-Zell Neoplasien verzeichnen. Indolente B-Zell Lymphome, wie das Follikuläre Lymphom (FL), bleiben jedoch unheilbar. Als Gründe für einen unzureichenden Therapieerfolg haben wir identifiziert: 1) Immunselektion mit Verlust des Zielantigens CD19; 2) Erhaltene Wachstumsstimulation durch Zellen der Mikroumgebung; 3) Eingeschränkte Persistenz und Expansion der transplantierten CAR T Zellen. Hieraus leiten wir unsere neue Therapiestrategie ab. Wir wollen einen dualen CAR mit den FL-Zielantigenen BAFF-R und CXCR5 generieren. Der anti-CXCR5 CAR Arm bindet auch Tumor-unterstützende T follikuläre Helferzellen (TFH), die gleichzeitig eliminiert werden. Zur Verbesserung der CAR T-Zellpersistenz und Expansion soll unser Produkt auf der Basis von T-Gedächtnis-Stammzellen (TSCM) hergestellt werden.

Prof. Dr. med. Helmut Salih

Klinische Kooperationseinheit Translationale Immunologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Entwicklung eines optimierten Immunzytokins für die Immuntherapie der AML

IL-15 ist ein Zytokin, welches potent NK Zellen und auch CD8 T Zellen stimulieren kann und das, u.a. gekoppelt an Antikörper als sogenanntes Immunzytokin (IC), für die Tumortherapie erprobt wird. Das grundsätzliche Problem bisheriger IC sind die erheblichen Nebenwirkungen durch „off-target“-Effekte des Zytokinteils, was die Applikation therapeutisch optimaler Dosen verhindert. In Vorarbeiten wurden von uns IC entwickelt, die aus Fc-optimierten Antikörpern und einem modulierten IL-15 bestehen, welches gentechnisch so modifiziert wurde, dass die Zytokinwirkung abhängig von der Bindung des Antikörpers ist (modifizierte IC, MIC Proteine). Dadurch wird, im Gegensatz zu bisher verfügbaren Formaten, eine weitgehend zielzell-restringierte Aktivität ermöglicht, die deutlich höher ist als die parentaler Fc-optimierter Antikörper. Als Zielantigene werden im geplanten Vorhaben FLT3/CD135 bzw. CD133 verwendet, wodurch ein Einsatz bei der AML ermöglicht wird, wo bislang keine immunstimulierenden Antikörper verfügbar sind. Im vorliegenden Projekt sollen diese MIC Proteine umfassend präklinisch, u.a. mit Patientenleukämiezellen in vitro sowie in Mausmodellen, funktionell charakterisiert werden

PD Dr. med. Martin Schmidt-Hieber

Hämatologie und Onkologie
Carl-Thiem-Klinikum Cottbus

Molekulare Erregerdiagnostik und Untersuchungen zu SARS-CoV-2 bei Patienten mit ZNS-Störung nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation

Untersuchungen an nicht-immunsupprimierten Patienten mit Meningitis zeigen, dass eine NGS-basierte Erregerdiagnostik des Liquors klassischen mikrobiologischen Verfahren überlegen ist. SARS-CoV-2 führt bei vielen Infizierten zu unklaren neurologischen Störungen. Wir planen eine NGS-basierte Erregerdiagnostik sowie umfassende Analytik zu SARS-CoV-2 im Blut und Liquor bei Patienten mit oder ohne ZNS-Störung nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation bzw. gesunden Spendern. Die Grundhypothese, dass bei immunsupprimierten Patienten mit ZNS-Störung nach Transplantation NGS-basierte Verfahren der Erregerdiagnostik verlässlicher sind als eine konventionelle Diagnostik, soll hierbei untersucht werden. Zudem könnten sich Spektrum und Prognose von ZNS-Störungen u. a. durch den Einsatz neuer diagnostischer Methoden, Transplantationsverfahren und anti-infektiven Therapien (z. B. mit Isavuconazol) gewandelt haben. Weiter ist anzunehmen, dass sich Biomarker (T-Zell-Subpopulationen, anti-SARS-CoV-2- und antineuronale Antikörper, NSE etc.) im Blut und Liquor zwischen Patienten nach Transplantation und gesunden Probanden mit oder ohne vorausgegangene SARS-CoV-2-Infektion unterscheiden.

PD Dr. med. Simone Thomas

Klinik und Poliklinik für Innere Medihin III
Universität Regensburg

Verbesserung der CAR T-Zell Wirksamkeit gegen Leukämie/Lymphome mit Antigenverlust durch ein neues CAR- Design, das CAR-T-Zellen mit NK-ähnlichen Fähigkeiten ausstattet

Die derzeitige CD19 CAR T-Zelltherapie ist initial in der Behandlung von B-Zell Leukämien/Lymphomen erfolgreich, versagt jedoch in der langfristigen Kontrolle der Erkrankung bei einer Mehrzahl der Patienten. Eine wesentliche Ursache ist die verminderte Expression des Zielantigens bei einigen Tumorzellen, die dann ein Tumorrezidiv verursachen. Um die Tumorzellen, die unsichtbar für die CAR T-Zellen sind, zu eliminieren, wollen wir die CAR T-Zellen zusätzlich mit „Natural Killer“ (NK)-ähnlichen Fähigkeiten zur Antigen-unabhängigen Zytolyse ausstatten. Wir erreichen dieses Ziel, indem wir Interleukin 12 (IL12) in den extrazellulären Teil des CAR verankern. Ein derartiger hybrider IL12-CAR erkennt das Zielantigen durch die „klassische“ CAR scFv Bindestelle, während das integrierte IL12 der TZelle NK-ähnliche Fähigkeiten verleiht. Wir möchten verstehen, wie die kombinierten IL12 und CD28-z oder 4-1BB-z CAR Signale poly-funktionale NK-ähnliche T-Zellen induzieren. Ein Tumormodell soll die Effektivität der IL12-CAR T-Zellen gegen gemischte Antigen+/- Tumore und schließlich deren Anwendbarkeit gegen andere hämatologische und solide Tumore mit häufigem Antigenverlust demonstrieren.

Prof. Dr. med. Oliver Weigert

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Defining and Targeting Genotype-Specific Tumor Microenvironment (TME) Interactions in Follicular Lymphoma

Das follikuläre Lymphom (FL) ist eine häufige, meist unheilbare, sowie klinisch und molekular heterogene Tumorerkrankung. Das Tumor Microenvironment (TME) spielt bei der Entstehung und Progression des FL eine wichtige Rolle und hat Einfluss auf das Therapieergebnis. Leider verstehen wir aber die wechselseitigen Interaktionen zwischen FL und TME noch nicht ausreichend. Für die meisten Genmutationen ist unklar, welchen Einfluss sie auf TME-Interaktionen haben. Wir schlagen vor, (i) ein innovatives, voll-humanes Co-Kultursystem zu verwenden (ein ex vivo Organoid-Modell aus primären FL-like Zellen mit definierbaren Genotypen und autologen TME-Zellen), um die Auswirkungen von insgesamt 3 klinisch bedeutsamen Mutationsmustern (betreffend STAT6/CREBBP, EZH2, und ARID1A) auf die Interaktion mit jeweils relevanten TME-Zellpopulation funktionell zu untersuchen. Wir werden (ii) unsere Ergebnisse in primären Patientenproben validieren, und (iii) rationale Therapieoptionen testen, die auf Genotyp-spezifische FL-TME Interaktionen abzielen. Unser Projekt wird zu einem besseren Verständnis der FL-Biologie beitragen, mit dem Ziel, individualisierte TME-gerichtete Therapiestrategien zu entwickeln.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

Dr. rer. nat. Sebastian Bäumer

Medizinische Klinik A: Hämatologie, Hämostaseologie, Onkologie und Pneumologie
Universität Münster

Establishment of targeted Ewing sarcoma-specific therapy using an electrostatic nanocarrier

In the last years, we detected and characterized a novel nanocarrier platform technology that is applicable as individualized molecular targeted therapy to a number of cancer types, especially to develop therapy options for rare and difficult-to-target diseases such as Ewing sarcoma. These nanocarriers consists of an internalizing cancer-cell specific antibody that is chemically conjugated to the cationic protein protamine, an anionic component such as siRNA or a small molecule inhibitor, and free protamine. We used an anti-IGF1R-antibody, teprotumumab, for a nanocarrier that is able to target Ewing cells in vitro and in vivo via RNA-interference-mediated knockdown of the Ewing-specific oncogene EWS-FLI1. Our nanocarriers are also capable of binding certain anionic small molecule inhibitors, so we will test targeted nanocarriers carrying different siRNAs and our novel gemcitabine-Cy3.5. We will further establish a novel Ewing sarcoma therapy, based on siRNAs against the Ewing-specific oncogenes and gemcitabine, combined in one targeted nanocarrier. We will also upscale the nanocarrier production and perform further preclinical evaluations, paving the way to a PEI advice.

PD Dr. med. Petra Ketteler

Klinik für Kinderheilkunde 3 - Universitätsklinikum Essen
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Genetic factors influencing second cancer incidence, localization, and histology in patients with heritable retinoblastoma, Part 2 (GenSeC II) Auswirkung von genetischen Faktoren auf die Inzidenz, Lokalisation und Histologie von Zweittumoren bei Patienten

Das erbliche Retinoblastom ist ein seltenes Tumorprädispositionssyndrom, das durch das Auftreten von bösartigen Augentumoren in der Kindheit sowie weiteren Tumoren außerhalb des Auges gekennzeichnet ist. In GenSeC I wurde die bestehende Studienpopulation erweitert, der Einfluss der Art und der Vererbung der RB1 Variante auf die Zweittumorinzidenz dargestellt [1] und die REC Klassifikation für die pathogenen Veränderungen im RB1 Gen etabliert [2]. Erste Auswertungen zeigen zudem einen Einfluss genetischer Variation des MDM2 Gens auf die Zweittumorinzidenz. In GenSeC II soll die Datenbasis insbesondere gezielt durch Einschluss ausgedehnter Familien mit einer low penetrance Manifestion erweitert werden. Die Inzidenz von Zweittumoren bei genetisch betroffenen Angehörigen ohne Retinoblastom aus diesen Familien ist bisher nicht beschrieben. Des Weiteren sollen die Unterschiede des Tumorrisikos nach REC Klassifikation in einem internationalen Konsortium (iRiSC) mit weiteren nationalen Kohorten validiert werden. Eine genaue Einschätzung des Risikos für weitere Tumore bei Individuen mit erblichem Retinoblastom ist für ein personalisiertes Screening zur Verbesserung der Prognose notwendig.

PD Dr. med. Jan Peeken

Klinik und Poliklinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie
Technische Universität München (TUM)

Entwicklung und Validierung von Histologie-spezifischen KI Entscheidungsunterstützungs-systemen für Weichteilsarkompatienten

Techniken der künstlichen Intelligenz (KI) stellen ein effektives Instrument für die Analyse medizinischer Bilddaten. In früheren Forschungsarbeiten haben wir eine wirksame KI-basierte prognostische Bewertung und Tumorcharakterisierung mittels MRT oder CT Daten für Patienten mit hochgradigen Weichteilsarkomen (STS) nachgewiesen. Aufgrund der Seltenheit von STS wurden bisherige Studien mit unselektierten STS-Patientenkohorten durchgeführt, wobei die Vielfalt der Histologien und der Biologie außer Acht gelassen werden musste. Durch die Vergrößerung unserer Patientenkohorte auf 1710 Patienten sind wir nun in der Lage, Histologie-spezifische KI-Systeme zu entwickeln. Zu diesem Zweck werden moderne KI-Techniken wie Radiomics und Deep Learning (DL) mit neuartigen Modellierungstechniken, wie dem geometrischem Deep Learning, verglichen. Schließlich werden wir eine automatisierte End-zu-End-Softwarelösung entwickeln, um longitudinale Bildgebungsdaten zu integrieren, um das Therapieansprechen auf präoperative Therapien vorherzusagen. Auf diese Weise wollen wir optimale KI-basierte Prognosemodelle entwickeln, die künftig zu der Personalisierung von STS-Behandlungsregimen beitragen könnten.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Dr. rer. nat. Anastasia Asimakopoulos

Institut für Molekulare Pathobiochemie, Experimentelle Gentherapie und Klinische Chemie (IFMPEGKC)
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Die Schlüsselfunktionen von Perilipin 5 und Lipocalin 2 in der Pathogenese des nicht-alkoholischen Steatohepatitis-Hepatozellulärkarzinoms

Das Hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit eine der häufigsten Krebserkrankungen mit tödlichem Verlauf. HCC kann durch verschiedene Ätiologien (z.B. durch chronische Hepatitis B- und Hepatitis C-Viren) induziert werden und hat eine komplexe Pathogenese. Ein sehr wichtiger nicht-viraler Risikofaktor ist die Nicht-alkoholbedingte Steatohepatitis (NASH), die die am schnellsten wachsende Indikation für eine Lebertransplantation bei Patienten mit HCC ist. In unseren Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass der Entzündungsmarker Lipocalin 2 (LCN2) im Serum und in tumorigenen Leberarealen von HCC-Patienten überexprimiert wird und dass das Fetttröpchen-assoziierte Perilipin (PLIN5) in Lebertumoren stark exprimiert wird. Das Projekt zielt darauf ab, mit einem neu etablierten HCC-Modell, das auf einer westlichen Ernährung basiert, Mäuse ohne LCN2 oder PLIN5 schrittweise über NASH in die HCC-Pathogenese zu treiben. Maus- und Humanproben werden untersucht, um die Mechanismen aufzudecken, an denen LCN2 und PLIN5 in der Pathogenese von HCC über NASH beteiligt sind, um darüber hinaus mögliche Ansatzpunkte zur Behandlung und Therapie von NASH zu entwickeln.

Dr. rer. nat. Asha Balakrishnan

Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Interaktoren und Effektoren von Tumorregression und -rezidiv beim hepatozellulären Karzinom

Interaktionen verschiedener Zelltypen und deren molekulare Veränderungen beeinflussen Progression, Regression und Rezidiv von Tumoren. Deren dynamische Analyse hat große Bedeutung für die Entwicklung wirksamer Therapien von schwer behandelbaren Krebsarten wie dem hepatozellulären Karzinom (HCC). HCC ist weltweit eine erhebliche medizinische und wirtschaftliche Belastung. Um das HCC besser zu verstehen, wollen wir untersuchen, wie sich die verschiedenen Leberzelltypen verändern, interagieren und gegenseitig beeinflussen. Wir zielen, die molekularen Ereignisse und die zellulären Interaktome zu analysieren, indem wir Einzelzell-RNA-Sequenzierungen (scRNA-seq) der nicht-selektionierten Leberzellrepertoire, von konditionaler transgener MYC-getriebener HCC-Mäuseleber in verschiedenen Stadien der Tumorentwicklung, Regression, und Rezidiv. Danach erfolgt funktionelle Validierung in kultivierten Zellen und HCC abgeleiteten Organoiden dieser Mäuse. Unsere Untersuchungen sind von großer Relevanz, um neue Biomarker für die Früherkennung und das Wiederauftreten des HCCs zu identifizieren und neue therapeutische Effektoren mit relevanten klinischen Implikationen zu identifizieren.

Dr. rer. nat. Björn Eyss, von

Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)
Leibniz Institut

Deciphering a novel AP-1-dependent feedback mechanism that limits YAP/TAZ activity in liver cancer

YAP/TAZ - the downstream coactivators of the Hippo pathway - are often hyperactive in liver cancer, resulting in a more aggressive phenotype and lower survival of affected patients. Surprisingly, we identify here the transcription factor c-JUN as a direct negative regulator that inhibits YAP-dependent transactivation at the chromatin level. Since c-JUN itself is in turn induced by increased YAP activity, c-JUN is part of an as yet undescribed feedback loop: YAP -> c-JUN -| YAP. Importantly, our preliminary data suggest that this feedback loop is deregulated in liver cancer and can be targeted by compounds which have been in clinical phase II trials for rheumatoid arthritis. We will investigate how YAP/TEAD are directly regulated by the repressive function of c-JUN and which interaction partners define the activating vs. repressive roles of c-JUN. In addition, we will investigate the importance of this pathway in vivo using a mouse model of liver cancer as well as in primary human liver cancer samples. These new insights may therefore provide the basis for more targeted therapies for YAP-dependent cancers in the future, e.g. using already available c-JUN::c-FOS inhibitors.

Dr. med. Johann Felden, von

I. Medizinische Klinik und Poliklinik
Universität Hamburg

Immunprofile von Tumor-assoziierten, extrazellulären Nanovesikeln aus dem Blut als molekulare Biomarker („Liquid Biopsy“) zur personalisierten Krebstherapie beim Leberkrebs

Personalisierte Therapieansätze haben in der Onkologie revolutionäre Fortschritte ermöglicht. Der Leberkrebs fällt dabei deutlich zurück, da die entsprechende molekulare Tumorcharakterisierung unzureichend erforscht ist. Ursächlich ist u.a. ein eingeschränkter Zugang zu Tumorgewebe, da die Diagnose meist allein durch bildgebende Verfahren gestellt wird und keine Gewebeprobe entnommen wird. Um dennoch personalisierte, molekulare Tumorklassifikationen zu entwickeln, sind Blut-basierte Analysen molekularer Biomarker, die sogenannte „Liquid Biopsy“ besonders vielversprechend. Dieses Projekt testet die Hypothese, dass immun-assoziierte Merkmale des Tumors auf im Blut zirkulierenden Tumorbestandteilen nachzuweisen sind und als molekulare Biomarker für ein Therapieansprechen im Sinne einer personalisierten Krebstherapie dienen können. Hierzu wird das Immunprofil kleinster Nanobestandteile, sogenannte extrazelluläre Vesikel, die durch den Tumor oder tumor-infiltrierende Immunzellen ins Blut abgegeben werden, u.a. durch Sequenzierungsanalysen, immunhistochemische und Antikörper-basierte Detektionsverfahren in verschiedenen klinischen Kohorten von Patienten mit Leberkrebs analysiert.

Prof. Dr. med. Claus Hellerbrand

Institut für Biochemie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Rolle von Bone Morphogenetic Protein 8B (BMP8B) in der Entstehung und Progression des hepatozelluläre Karzinoms in der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung

Die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLE) gilt heute als häufigste Ursache des hepatozellulären Karzinoms (HCC). Das NAFLE-assoziierte HCC entwickelt sich häufig bereits in nicht-zirrhotischem Lebergewebe und zeigt eine erhöhte Morbidität und Mortalität. Es ist daher von hoher klinischer Relevanz, die HCC-Pathobiologie im Kontext der NAFLE besser zu verstehen und basierend hierauf, neue therapeutische Targets sowie prognostische Marker für die HCC-Entstehung und -Progression zu entwickeln. Vorarbeiten zeigen, dass der Wachstumsfaktor Bone Morphogenetic Protein 8B (BMP8B) bei NAFLE sowohl von steatotischen Hepatozyten als auch von HCC-Zellen vermehrt exprimiert wird. Ferner korreliert hohe BMP8B-Expression im HCC mit schlechtem Patienten-Überleben und BMP8B induziert die Tumorigenität von HCC-Zellen in vitro. Ziel des Projektes ist, die Rolle von BMP8B im NAFLE-assoziierten HCC in in vitro und in vivo Modellen sowie klinischen Proben zu charakterisieren. Ferner soll BMP8B in experimentellen HCC-Modellen inhibiert und sollen BMP8B-Spiegel in Patientenseren untersucht werden, um das Potential von BMP8B als therapeutisches Target und diagnostischer Parameter zu untersuchen.

Dr. med. Elisabeth Heßmann

Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinale Onkologie und Endokrinologie
Georg-August-Universität Göttingen

Charakterisierung der MEK-Inhibition als therapeutische Strategie zur Überwindung der Gemcitabinresistenz SMAD4-defizienter Pankreaskarzinomsubtypen

Das Pankreaskarzinom (PDAC) und v.a. der äußerst therapieresistente SMAD4-defiziente PDAC Subtyp sind durch eine infauste Prognose gekennzeichnet. In unseren Vorarbeiten identifizieren wir einen onkogenen NFATc1/SMAD3/cJUN Transkriptionsfaktor (TF) Komplex spezifisch im SMAD4-defizienten PDAC. Mitogen-activated protein kinase Inhibition (MEKi) destabilisiert den TF Komplex, führt zu einer differentiellen Regulation von Gensignaturen der DNA Biosynthese und revertiert die Gemcitabinresistenz SMAD4-defizienter PDAC Subtypen. Basierend hierauf vermuten wir, dass NFATc1/SMAD3/cJUN-kontrollierte Transkriptionsprogramme den chemoresistenten Phänotyp des SMAD4-defizienten PDAC begünstigen und postulieren die MEKi-abhängige Destabilisierung des TF Komplexes als therapeutische Option zur Überwindung der Gemcitabinresistenz im SMAD4-defizienten PDAC. Um diese Hypothese zu überprüfen, sollen in präklinischen PDAC Modellen das Potential der MEKi in der Stratifizierungs-basierten Therapie SMAD4-defizienter PDAC Subtypen ermittelt und die Bedeutung der Inaktivierung des onkogenen TF Komplexes für die MEKi-abhängige transkriptionelle Reprogrammierung und Gemcitabinsensitivierung untersucht werden.

Prof. Dr. Duncan Odom

Abteilung Regulatorische Genomik und Evolution von Tumoren
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Mechanismen der geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Anfälligkeit für Leberkrebs – Mechanisms of sex bias in liver cancer susceptibility

Die Gründe für die geringere Anfälligkeit von Frauen für viele Krebsarten zu verstehen, ist eine wichtige ungelöste Aufgabe von unmittelbarer klinischer Bedeutung für die Krebsprävention. In unserem Projekt soll untersucht werden, ob Tumorsuppressorgene, die der Inaktivierung des X-Chromosoms entgehen, weibliche Leberzellen vor Krebs schützen. In Ziel 1 werden wir durch allelspezifische Einzelzell-RNA-Sequenzierung umfassend charakterisieren, welche Gene der X-Inaktivierung (XI) in Hepatozyten entgehen. In Ziel 2 werden wir testen, ob Tumorsuppressoren, die der XI-Inaktivierung entgehen, die geschlechtsspezifische Divergenz bei Leberkrebs vermitteln, indem wir die Genaktivität im Zusammenhang mit ernährungsbedingten Krebserkrankungen anpassen, die der Pathologie und geschlechtsspezifischen Divergenz bei menschlichem Leberkrebs sehr ähnlich sind. Diese Experimente werden Aufschluss darüber geben, ob XI-Escape-Gene zu der geringeren Anfälligkeit von Frauen für Leberkrebs beitragen, und eine Grundlage für unsere geplanten Folgestudien bilden, in denen wir prüfen wollen, ob die Verabreichung von Escape-Genen die Krebsresistenz in menschlichen Hepatozyten erhöht.

Dr. rer. physiol. Shiv Singh

Klinik für Gastroenterologie, gastrointestinale Onkologie und Endokrinologie
Georg-August-Universität Göttingen

Untersuchung der ROBO3-Signalübertragung durch den Axon-Leitrezeptor bei der Identifizierung von molekularen Subtypen des Pankreaskarzinoms

Das duktale Pankreaskarzinom (PDAC) hat eine schlechte klinische Prognose mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von unter 9 %. Leider zeigen die meisten PDAC-Patienten zum Zeitpunkt der Diagnose ein fortgeschrittenes metastasiertes Stadium und eine chirurgische Resektion ist nicht mehr möglich. Kürzlich veröffentlichte Daten deuten darauf hin, dass der "basal-like" PDAC-Subtyp im Vergleich zum "classical" Subtyp mit einem sehr aggressiven und therapieresistenten Phänotyp verbunden ist. Die zugrundeliegenden Mechanismen, die für die aggressive Tumorbiologie des basal-like Subtyps verantwortlich sind, bleiben jedoch unklar. Dieser Antrag basiert auf der Hypothese, dass die Aktivierung des ROBO3-Signalwegs die Aggressivität des "basal-like" Subtyps fördert. In ersten Experimenten konnten wir zeigen, dass ROBO3 einen basal-like Subtyp mit erhöhter Metastasierung vermittelt und die CRISPR/dCas9-vermittelte genetische Inaktivierung von ROBO3 malignen Aszites und Lebermetastasen reduziert. Wir haben auch die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen der ROBO3-gesteuerten Subtyp-Identität entschlüsselt, bei der die Inaktivierung von ROBO3 das basal-like Metastasierungsprogramm reduziert. Zusammengefasst leistet dieser Forschungsantrag einen Beitrag zur Entwicklung besserer Stratifizierungsstrategien für PDAC-Tumoren im fortgeschrittenen Stadium.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. med. Ellen Renner

Translationale Immunologie in der Umweltmedizin
Technische Universität München (TUM)

Geneditierung von STAT3-bedingten Lungenerkrankungen

Lungenerkrankungen wie Lungentumore und Lungenstrukturschäden haben wegen fehlender kurativer Therapiemöglichkeiten auch heute häufig noch eine infauste Prognose. In diesem Projekt wollen wir mittels CRISPR-Technologie in Lungengewebe überaktivierte Tumorgene inaktivieren und Erbgutveränderungen regulieren. Hierzu liegt unser Fokus auf dem STAT3-Signalweg, der sowohl bei Lungentumoren, als auch chronischen Lungenerkrankungen, wie dem STAT3 Hyper-IgE Syndrom (STAT3-HIES) eine wichtige Rolle spielt. Nachdem es uns mittels CRISPR-basiertem adenine base editor kürzlich gelungen ist, eine krankheitsverursachende STAT3-Mutation in STAT3-HIES Patientenzellen zu reparieren, wollen wir nun die Applikation unserer etablierten CRISPR-Verfahren für eine direkte Anwendung in der Lunge voranbringen. Hierzu werden wir die physiologischen Bedingungen in der Lunge durch ein air liquid interface Zellkulturmodell mit Lungentumorzellen sowie Lungenzellen von STAT3-HIES-Patienten rekapitulieren und in diesem Modell Effizienz und Sicherheit der Geneditierung testen. Mit diesem Projekt soll ein wichtiger Meilenstein zur Heilung von STAT3-assoziierten Lungenkrankheiten mittels Geneditierung erzielt werden.

Nervensystem + Sinnesorgane

Dr. rer. nat. Daniel Merk

Hertie Institut für klinische Hirnforschung
Eberhard Karls Universität Tübingen

Funktionelle Validierung der DNA Methyltransferase 1 (DNMT1) als epigenetische Zielstruktur zur Behandlung von Sonic hedgehog Medulloblastomen

Sonic hedgehog Medulloblastome (SHH MB) sind eine Gruppe gut definierter embryonaler Hirntumore, die potentiell auf eine Behandlung mit Smoothened (SMO) Inhibitoren ansprechen. Der klinische Nutzen dieser Therapie ist jedoch durch Resistenzmechanismen stark limitiert. Durch eine Kombination verschiedener Modalitäten an genomweiten funktionellen Screens konnten wir die DNA Methyltransferase 1 (DNMT1) als genetische Schwachstelle in SHH MB indentizieren, welche durch funktionale Synergie eine mögliche Kombinationstherapie mit SMO Inhibitoren darstellt. In dem hier vorgestellten Projekt werden wir in unterschiedlichen Zellkultursystemen und Mausmodellen die Bedeutung von DNMT1 für die normale Entwicklung cerebellärer Körnerzellvorläufer, der Ursprungszelle von SHH MB, die Tumorinzidenz und das Wachstum von SHH MB untersuchen. Parallel dazu werden wir mit unterschiedlichen CRISPR/Cas9 Screens mögliche Resistenzmechanismen als auch funktionelle Synergien für die Behandlung mit DNMT1 Inhibitoren aufdecken. Als Letztes werden wir epigenetische und transkriptionelle Analysen verwenden, um den genauen Wirkmechanismus der DNMT1 Inhibition auf das Wachstum von SHH MB zu untersuchen.

Niere + Harnwege

Univ.-Prof. Dr. med. Günter Niegisch

Klinik für Urologie, Medizinische Fakultät
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Synergistische Wirkung von PARP-Inhibitoren und Bromodomain and Extra-Terminal motif (BET)-Inhibitoren durch Induktion einer DNA-Reparatur Defizienz (BRCAness) in urothelialen Karzinomen

Die Prognose von Patienten mit einem fortgeschrittenen und/oder metastasierten Urothelkarzinom (UC) ist schlecht. Durch Resistenzen bedingt sind Systemtherapeutika wie Platinderivate nur bei einem Teil der Patienten wirksam und ein Tumoransprechen ist selten langfristig erreichbar. Insbesondere bei Patienten, die in der Keimbahn bzw. im Tumor selbst spezifische Gen-Mutationen in DNA-Reparaturwegen aufweisen (v.a. BRCA1/2), sind sogenannte PARP-Inhibitoren eine effektive Therapieoption. Solche Mutationen sind in urothelialen Karzinomen allerdings selten. Epigenetische Inhibitoren können die Expression DNA-Reparatur-Genen vermindern und so einen BRCA1/2-defizienten Phänotyp (BRCAness) induzieren. Entsprechend zeigten in Vorversuchen PARP-Inhibitoren in Kombination mit epigenetischen Inhibitoren wie Bromodomain and Extra-Terminal motif (BET)-Inhibitoren eine ausgeprägte synergistische, antineoplastische Wirkung auf UC-Zellen. Wir möchten im Rahmen dieses Projekts diesen neuen Therapieansatz weiterverfolgen. Insbesondere möchten wir untersuchen, ob die Induktion einer BRCAness durch die Behandlung mit BET-Inhibitoren beim Cisplatin-resistenten UC therapeutisch genutzt werden kann.

2021

Brustdrüse

Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat. Gero Brockhoff

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
Universität Regensburg

Die endokrine Therapie mittels Tamoxifen in Abhängigkeit einer HER4-Rezeptorexpression

Die Tamoxifentherapie ist eine tragende Säule in der endokrinen Therapie des Östrogenrezeptor (ER)-positiven Mammakarzinoms, jedoch ist das Ansprechen häufig insuffizient, oder es entwickeln sich Resistenzen. Belastbare Daten, auch aus unserer Arbeitsgruppe, suggerieren vor allem bei HER4-Rezeptor-positiven Tumoren ein schlechteres Ansprechen auf diese endokrine Therapie. Ziel dieser Projektarbeit ist die Verifizierung des HER4-Rezeptors als prädiktiven Marker für die Tamoxifentherapie. Es soll der Einfluss einer HER4-Expression auf das Ansprechen gegenüber Tamoxifen durch Behandlungsstudien in-vitro und prospektiv mittels Therapiestudien in-vivo auf Basis des humanisierten Tumormausmodells (HTM) vertieft evaluiert werden. Dazu werden HER4/ER doppelt positive Zellen herangezogen, die vergleichend mit und ohne CRISPR/Cas9 generiertem HER4 Gen knock-out einer Tamoxifenbehandlung ausgesetzt werden. Perspektivisch ist ein dual-Targeting im HTM Modell mit Tamoxifen und einem anti-HER4 Antikörper, der potentiell klinisch eingesetzt werden kann, vorgesehen. Dieser Ansatz kann Grundlage für die Translation der gewonnenen Erkenntnisse in die klinische Anwendung sein.

Prof. Dr. rer. nat. Hildegard Büning

Institut für Experimentelle Hämatologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Entwicklung einer auf Adeno-assozierten Virus (AAV) Vektoren basierenden Vakzine gegen Asparaginyl Endopeptidase (AEP) zur Eliminierung von Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) und Tumorzellen.

Das Ziel unseres Projektes ist die Entwicklung einer auf Adeno-assoziierten Virus (AAV) Vektoren-beruhenden Vakzine gegen Asparaginyl Endopeptidase (AEP) zur Tumortherapie. AEP ist in M2-Makrophagen und in Tumorzellen solider Tumoren hoch exprimiert. M2-Makrophagen spielen eine pro-tumorigene Rolle in soliden Tumoren und Lymphomen. Salmonella typhimurium und DNA-basierte Vakzinestrategien gegen AEP zeigten in Mausmodellen eine Hemmung des Tumorwachstums durch Depletion von M2-Makrophagen. Unser AAV Vektor-basierte Prime-Boost Vakzine Ansatz beruht auf der Antigen (AG)-Präsentation im Kapsid bei gleichzeitiger Expression des AG – evtl. in Kombination mit Flagellin - zur Stimulierung des Immunsystems. Die Probleme bisheriger Ansätze bezüglich Sicherheit (S. typhimurium) und Effizienz (DNA Vakzine) können so überwunden werden. Nach systematischer Testung unterschiedlicher Vektorkonstrukte mit dem Modellantigen Ovalbumin werden optimale AAV/AEP-Konstrukte in einem syngenen murinen Tumormodell getestet. Der Ansatz ist universell und kann perspektivisch mit anderen Tumortherapien einschließlich der Immun-Checkpoint Inhibition sinnvoll kombiniert werden.

Prof. Dr. med. Georg Häcker

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Niedrigschwellige Aktivierung des mitochondrialen Apoptosesystems und der DNAse CAD – ein neues Konzept der Metastasierung solider Tumoren (2)

Mitochondrien lösen durch Freisetzung von Mediatoren apoptotischen Zelltod aus. Eine neue Entdeckung war, dass nur wenige Mitochondrien in einer Zelle permeabilisiert werden können, die Signalereignisse auslösen, dass die Zelle jedoch überlebt. Wir zeigen, dass spontane Permeabilisierung weniger Mitochondrien aggressives Wachstum und Metastasierung von Tumorzellen treibt. Wir haben eine Signalachse definiert, die das Molekül Smac, die DNAse CAD, die Generierung von Mikronuklei und die Aktivierung des STING-abhängigen DNA-Erkennungswegs umfasst. Ein spezifisches Genexpressionsprofil wird hierdurch induziert, das mit schlechter Prognose für Patienten assoziiert ist. In der Fortsetzung der Arbeiten wollen wir die Prozesse an den Mitochondrien besser verstehen, die diese Achse treiben, die Bedeutung der Signale während Tumortherapien definieren und die Bedeutung verschiedener CAD-regulierter Gene zuordnen. Letztlich wollen wir weitere Erkenntnisse über die Bedeutung dieses Signalwegs für die in vivo-Metastasierung von Krebszellen in einem Mausmodell gewinnen. Wir hoffen, einen wichtigen tumorprognostischen Signalweg verstehen zu helfen und therapeutische Zielstrukturen zu definieren.

Prof. Dr. med. Gernot Stuhler

Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Entwicklung komplementärer Antikörper-Fragmente (Hemibodies) zur Hochpräzisions-Therapie von Brustkrebs

T-Zell-rekrutierende Immuntherapien revolutionieren die Behandlung von Krebs. Oft jedoch geht deren Anwendung mit schweren, zum Teil sogar lebensbedrohlichen Nebenwirkungen einher, da Antigene adressiert werden, die auf Tumorgewebe zwar überexprimiert, jedoch auch auf gesundem Gewebe gefunden werden. Daher entwickelten wir komplementäre Antikörper-Fragmente (Hemibodies), die erst nach Bindung an eine tumordefinierende Antigenen-Kombination T-Zellen-rekrutierende Eigenschaften zur exklusiven Lyse von Tumorzellen erlangen, unter Schonung von gesundem Gewebe. Der “Proof of Concept“ der Technologie wurde für hämatologische Neoplasien erbracht und soll nun zur Behandlung von Brustkrebs weiterentwickelt werden, einer Erkrankung, die sich durch ein hohes Maß an Heterogenität und Plastizität auszeichnet. Es gilt, eine hochpräzise Behandlungsstrategie mittels günstigen Kombinationen und Dosierungsregimen von Hemibodies spezifisch für die Marker-Antigene HER2, EpCAM, EGFR und ROR1 zu erarbeiten. Ergebnisse dieser Arbeit sollen dazu beitragen, Patientinnen mit hohem Medical Need eine potentiell hoch-effektive Therapieoption anbieten zu können bei gleichzeitig geringen Nebenwirkungen.

Prof. Dr. rer. nat. Ben Wielockx

Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
Technische Universität Dresden

Der Einfluss von Proteinen des Hypoxie-Signalwegs in myeloischen Zellen während der Tumorentstehung und Metastasierung

Ein grundlegendes Merkmal von Krebs ist die Initiierung der Proliferation von Tumorzellen, die sich dadurch dem Immunsystem des Wirts entziehen, um weiter zu wachsen und schließlich zu streuen und andere Organe zu besiedeln (=Metastasierung). Der Einfluss der Hypoxie-Signalwirkung in angeborenen Immunzellen während dieser Anfangsphase ist weitgehend unerforscht. Die zentralen Mitglieder der Hypoxie-Signalisierung sind die Hypoxia Inducible Factors (HIF1α und 2α), Transkriptionsfaktoren, die in hohem Maße von Sauerstoffsensoren, den sogenannten HIF-Prolylhydroxylasen (PHD), kontrolliert werden. In der Vergangenheit haben wir und andere die Rolle dieser Hypoxie-Pathway-Proteine (HPPs= PHD/HIFα) in Tumorzellen und tumorassoziierten Immunzellen sowie die Aufrechterhaltung des hämatopoetischen Stamm- und Progenitorzellkompartiments (HSPC) aufgeklärt. Mit diesem Projekt wollen wir die Hintergründe einer faszinierenden Reihe von Vorergebnissen aufklären, die eine essentielle Rolle für HPPs in angeborenen Immunzellen während der initialen Phase der Tumorinitiation und der späten Lungenmetastasierung in einem genetischen Mausmodell des spontanen Mammakarzinoms zeigen.

Endokrines System

Prof. Dr. rer. nat. Andrew Cato

Institut für Toxikologie und Genetik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Regulation der Aktivität des Androgenrezeptors und seiner Splicevariante AR-V7 durch das Co-Chaperon Bag-1L im fortgeschrittenen Stadium des Prostatakarzinoms

Androgene spielen eine zentrale Rolle bei der Entstehung maligner Prostatatumoren. Die in der Therapie von Prostatakarzinomen eingesetzten Anti-Androgene konkurrieren mit endogenen Androgenen um die Bindung an die C-terminale Ligandenbinde-Domäne (LBD) des Androgen Rezeptors (AR). Dieser Therapieansatz führt zunächst zu einer Reduktion des Tumorvolumens, jedoch entwickeln die meisten Patienten therapieresistente, letale Rezidive, die man als kastrations-resistenten Prostatakrebs (CRPC) bezeichnet. Im CRPC bleibt das Wachstum der Tumoren weiterhin abhängig von der Aktivität des AR. Dies ist auf die Expression konstitutiv aktiver AR Splicevarianten zurückzuführen, von denen AR-V7 bisher am besten charakterisiert ist. Die Hemmung der N-terminalen AR-Domäne ‚Activation Function 1‘ (AF-1) könnte die Aktivität des gesamten AR sowie seiner Splicevarianten inhibieren, erweist sich aus pharmakologischer Sicht jedoch schwierig, da diese Domäne keine stabile dreidimensionale Struktur besitzt. Eine vielversprechende Alternative stellt die Inhibierung von Interaktionen regulatorischer Proteine, wie z.B. das Co-Chaperon Bag-1L, mit der AF-1 des AR oder AR-V7 dar.

Prof. Dr. med. Christine Spitzweg

Medizinische Klinik IV
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

TGF-β/SMAD Signaling als Treiber für die Re-Induktion funktioneller NatriumIodid-Symporter Expression in Radioiod-refraktären Schilddrüsenkarzinomen

Die NIS-basierte Gentherapie wurde in unserer Arbeitsgruppe in den letzten Jahren entscheidend weiterentwickelt. Unter Ausnutzung der Tumorhoming Eigenschaften mesenchymaler Stammzellen (MSCs) sowie des Bystander Effekts des NIS-Gentherapie Konzepts, haben wir eindrücklich das enorme Potential der MSC-vermittelten NIS-basierten Radionuklidtherapie für die Behandlung metastasierter Tumoren gezeigt. Basierend auf der zentralen Bedeutung des TGF-β/SMAD Signaling im Tumormilieu, konnten wir unter Verwendung eines SMAD-responsiven Promoters zur Steuerung der NIS Transgen-Expression in MSCs (SMAD-NIS-MSC) eine beeindruckende therapeutische Effektivität erzielen. TGF-β/SMAD spielt eine zentrale Rolle in der Pathogenese BRAFV600E-positiver Radioiod (RAI)-refraktärer Schilddrüsenkarzinome. Im vorliegenden Antrag planen wir die Ansprechbarkeit RAI-refraktärer Schilddrüsenkarzinome auf die Radioiodtherapie wiederherzustellen, indem wir die TGF-β Biologie instrumentalisieren und die tumorselektive Rekrutierung von SMAD-NIS-MSCs sowie die hohe Expression von Liganden der TGF-β Familie gleichzeitig nutzen, um in diesen Tumoren eine NIS-vermittelte RAI Aufnahme zu re-induzieren.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Dr. rer. nat. Dominic Bernkopf

Experimentelle Medizin II
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Untersuchung von GNAI2 (Gai2) als Tumorsuppressor-Gen bei der kolorektalen Karzinogenese (2)

Im laufenden Wilhelm Sander-Projekt, haben wir Gai2 als Inhibitor des Wnt/b-catenin Signalwegs identifiziert. Da der Wnt Signalweg die kolorektale Karzinogenese fördert, könnte Gai2 als Tumorsuppressor fungieren. Tatsächlich treten in Kolontumoren inaktivierende Gai2 Mutationen auf, die mit einer reduzierten Überlebensrate der Patienten korrelieren. Hier wollen wir untersuchen, ob der Verlust von Gai2 in Mausmodellen den Wnt Signalweg aktiviert und Tumorwachstum in vivo fördert, und ob Gai2-defiziente intestinale Organoiden oder Gai2 CRISPR/Cas9-modifizierte Zellen Zeichen onkogener Transformation zeigen. Daneben soll eine Korrelationsanalyse von mRNA Expression mit Krankheitsverläufen den Wert von Gai2 als prognostischer Darmkrebsmarker prüfen, und eine systematische Analyse wird zeigen, ob noch andere Signalwege Tumorgenese nach Gai2 Verlust induzieren könnten. Abschließend werden wir initial untersuchen, ob weitere, mit Gai2 verwandte G-Proteine den Wnt Signalweg in Darmkrebszellen hemmen. Unsere Studie wird klären, ob Gai2 bei der kolorektalen Karzinogenese als Tumorsuppressor-Gen fungiert, und ob Gai2 Expressionsmengen Potential für die Prognose des Krankheitsverlaufs haben.

Dr. med. vet. Henry Fechner

Institut für Biotechnologie
Technische Universität Berlin

Erhöhung der Sicherheit onkolytischer Coxsackie B3 Viren (CVB3) für die Therapie kolorektaler Karzinome durch microRNA-abhängige Regulation der Virusreplikation

Coxsackie B3-Viren (CVB3) gelten als vielversprechende neue onkolytische Viren für die Behandlung von Krebs. In der ersten Förderperiode konnten wir zeigen, dass durch die Insertion von microRNA-Zielsequenzen (miR-TS) in das CVB3-Genom Nebenwirkungen vermieden werden, die CVB3 Variante rPD eine starke anti-tumorale Wirkung hat, was mit einer ausgeprägten anti-tumoralen Immunantwort einher ging und die Behandlung kolorektaler Karzinome mit rPD einer Tumorkachexie entgegenwirkte. Das Projekt hat für die zweite Förderperiode nunmehr drei zentrale Ziele. (i) Die Mechanismen, durch die rPD der Entwicklung einer Tumorkachexie entgegenwirkt, sollen weiter aufgeklärt werden. (ii) Die Sicherheit von rPD soll durch Insertion von miR-TS von gewebespezifischen und Tumorsuppressor-microRNAs weiter erhöht werden. (iii) Es soll untersucht werden, durch welche Mechanismen rPD das Wachstum von Fernmetastasen inhibiert. Für die Untersuchungen werden die in der ersten Förderperiode etablierten in vitro und in vivo Modelle verwendet. Wir erwarten, durch diese Untersuchungen die Sicherheit von rPD und unser Verständnis hinsichtlich seiner Wirksamkeit beim kolorektalen Karzinom zu verbessern.

Prof. Dr. med. Simon Heidegger

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Technische Universität München (TUM)

Pro-inflammatorische Gasdermine in der Immunüberwachung und -therapie von Tumoren

Eine Herausforderung in der Immuntherapien mit Checkpoint Inhibitoren gegen PD-1 und CTLA 4 bleibt das individuell sehr unterschiedliche Ansprechen. Für viele Patienten versagen diese Therapien, weil die initiale Entwicklung einer Immunantwort aufgrund des immunsuppressiven Milieus des Tumors auf bislang unklare Weise beeinträchtigt ist. Unsere preliminären Daten legen hier eine entscheidende Rolle der Proteinfamilie der Gasdermine nahe. Wir vermuten, dass Gasdermine als Porenbildner zur Freisetzung inflammatorischer Moleküle während des Zelltods führen und so an der Wirksamkeit von Immuntherapien beteiligt sind. Wir werden daher mittels präklinischer muriner Tumormodelle sowie retrospektiver Transkriptom-Analyse humaner Tumorproben systematisch die Rolle von Gasderminen in der Tumorimmunüberwachung sowie Immuntherapie mit Checkpoint Inhibitoren untersuchen. Dies wird zu einem besseren Verständnis von Tumor-Resistenzmechanismen gegenüber Immuntherapien beitragen. Die Aktivität der Gasdermine bietet Potential als prädiktiver Biomarker zur besseren Patientenselektion und Ansatzpunkte für kombinierte Therapiestrategien zur Steigerung der Wirksamkeit etablierter Immuntherapien.

Prof. Dr. med. David Horst

Institut für Pathologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Differentielle Expression des Therapieziels GPA33 beim Dickdarmkrebs

Fortgeschrittener Darmkrebs kann chemotherapeutisch behandelt werden, ist hierdurch in der Regel jedoch nicht heilbar. Als neues vielversprechendes Therapieziel wurde GPA33 ausgemacht, da dieses Protein nahezu ausschließlich in Darmkrebszellen gebildet wird. In bisherigen Untersuchungen zeigten gegen GPA33 gerichtete Antikörpermedikamente allerdings nur eine begrenzte Wirksamkeit. Wir können zeigen, dass in den meisten Darmkrebstumoren neben GPA33 positiven auch GPA33 negative Tumorzellen vorkommen, die eine besonders hohe WNT-Signalwegaktivität aufweisen und möglicherweise für die unzureichenden Effekte von GPA33 zielgerichteten Therapien verantwortlich sind. Wir untersuchen nun, welche Eigenschaften GPA33 positive und negative Tumorzellen aufweisen und wie dieses Protein reguliert wird. Wir erforschen dann, ob der Anteil GPA33 negativer Tumorzellen durch eine medikamentöse Hemmung des WNT-Signalwegs verringert werden kann, sodass gegen GPA33 zielgerichtete Therapien effektiver wirken. Darüber hinaus entwickeln wir eine neue immunzellbasierte Therapie gegen GPA33. Wir nehmen an, dass diese Untersuchungen zu einer besseren Behandlung von Patienten mit Darmkrebs beitragen werden.

Prof. Dr. rer. nat. Sonja Keßler

Institute für Pharmazie
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Die Bedeutung der Expression von IMP2/IGF2BP2/p62 für die Chemoresistenz und einen veränderten Tumormetabolismus im Kolorektalkarzinom

Das Kolorektale Karzinom (CRC) ist weltweit die dritthäufigste Tumorerkrankung und die zweithäufigste mit Krebs assoziierte Todesursache. RNA bindende Proteine (RBPs) besitzen eine wichtige onkogene Funktion in verschiedenen Tumoren, darunter auch gastrointestinale Tumore. Dies trifft insbesondere auch für die IGF2 mRNA bindenden Proteine IMP1 und IMP3 zu, die Tumorwachstum, Chemoresistenz und Metastasierung fördern. Eigene Arbeiten der Antragstellerin belegen, dass auch IMP2 und dessen Spleißvariante p62 in der Leberkarzinogenese onkogene Eigenschaften besitzen. In Bezug auf das Kolorektalkarzinom zeigen eigene Vorarbeiten, dass alle drei IMPs/IGF2BPs im Tumorgewebe überexprimiert sind und die IMP2 Expression mit Resistenzen gegen verschieden Chemotherapeutika assoziiert ist. Dies konnte bereits funktionell in vitro und in vivo durch knockout von IMP2 bestätigt werden. Ziel des Projektes ist die Aufklärung der Mechanismen der IMP2-induzierten Chemoresistenz. Hierbei wird ein Fokus auf Veränderungen im Tumormetabolismus liegen. Zusammenfassend können die Ergebnisse für die Überwindung der Chemoresistenz im CRC von Bedeutung sein.

PD Dr. med. Ingmar Mederacke

Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Die funktionelle Charakterisierung hepatischer Sternzellen in der Rekurrenz des intrahepatischen cholangiozellulären Karzinoms (iCCA)

Das intrahepatische cholangiozelluläre Karzinom (iCCA) ist ein aggressiver Tumor mit 5-Jahres-Überlebensraten von <10%. Das iCCA ist charakterisiert durch ein desmoplastisches Tumorstroma mit zahlreichen tumorassoziierten Myofibroblasten (cancer-associated fibroblasts, CAF). Bei frühzeitiger Diagnose kann eine chirurgische Resektion erfolgen, allerdings kommt es häufig zu Rezidiven aufgrund von Mikrometastasen. Hepatische Sternzellen (HSC) sind die Hauptvorläuferzelle für hepatische Myofibroblasten. Ob CAF der Leber aus HSCs generiert werden und ob diese eine pro- oder antitumorigene Funktion und damit Einfluss auf das Auftreten von iCCA Rezidiven nach Resektion haben ist unklar. In einem iCCA-Metastasenmodell wird der zelluläre Ursprung von CAFs untersucht. Zur funktionellen Charakterisierung von HSCs bei iCCA-Rezidiven erfolgen in vivo Depletionsstudien. Die Interaktion von HSCs/CAF mit Tumorzellen wird auf molekularer Ebene analysiert. In Resektaten rekurrenter iCCAs soll die humane Relevanz demonstriert werden. Die Ergebnisse der Experimente können eine Grundlage für neuartige Therapien darstellen, die nicht nur auf Tumorzellen, sondern auch auf das Tumorstroma abzielen.

Prof. Dr. med. Michael Quante

Klinik für Innere Medizin II, Gastrointestinale Onkologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Analyse der Bedeutung von Gallensäuren und deren Rezeptor FXR zur Prävention des Ösophaguskarzinoms

Die Inzidenz des ösophagealen Adenokarzinoms (EAC) ist im letzten halben Jahrhundert um das 10-fache gestiegen. Der Anstieg begann vor dem Anstieg der Prävalenz von Refluxkrankheit und Adipositas, und Modellierungsstudien legen nahe, dass nur eine Minderheit der EACs auf Fettleibigkeit zurückzuführen sind. Eher sind Veränderungen im Mikrobiom ursächlich. Wir haben Korrelationen zwischen dem Mikrobiom, BE und EAC gezeigt, aber es bleibt unklar, wie Bakterien die Karzinogenese fördern. Eine Schleimschicht über dem Barrettepithel ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Homöostase zwischen Wirt und Bakterien. Becherzellen sind die Hauptproduzenten von Muzinen und deren Differenzierung wird durch Notch reguliert. In unserem Mausmodell induzieren Gallensäuren die Notch-Aktivierung und damit ist die Differenzierung der Becherzellen vermindert. In der Fortsetzung der Ergebnisse aus unserem ersten Antrag stellen wir die Hypothese auf, dass Gallensäuren Notch und die Differenzierung der Becherzellen und damit die Karzinogenese beeinflussen. In diesem Antrag wollen wir die Beziehung zwischen Notch-Signalisierung und Gallensäuren in Organoid-Modellen testen.

Dr. rer. nat. Tobias Reiff

Institut für Genetik
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Konvergenz von lokalen und hormonellen Signalwegen in Tumorstammzellen des kolorektalen Karzinoms: Kontrolle des Wnt-Signalwegs durch crooked-legs in Drosophila melanogaster.

Das kolorektale Karzinom (CRC) entsteht durch Mutationen in intestinalen Stammzellen (ISC), die initial zu aberranter Aktivierung des Wnt-Signalwegs führen. Interessanterweise weisen CRC Patientinnen mit Östrogenersatzbehandlung eine geringere CRC-Inzidenz auf und wir konnten kürzlich im Rahmen dieses Antrags zeigen, dass ISC Proliferation in adulten Drosophila melanogaster über den dem Östrogenrezeptor verwandten Ecdyson-Steroidhormonrezeptor (EcR) gesteuert wird (Zipper et al., 2020). Als EcR-induzierten Kandidaten für diese Proliferationskontrolle untersuchen wir den Transkriptionsfaktor crooked-legs (crol) und dessen transkriptionelle Kontrolle von Wnt-Liganden (wingless-wg in Drosophila). Unsere Daten zeigen eine duale Rolle für crol in ISC und Enterozyten (EC). In ISC wirken crol sowie sein humanes Ortholog ZNF267 antiproliferativ, während EC crol-abhängig wg sezernieren und so parakrin die wg Signalwegsaktivität benachbarter ISC beeinflussen. Im Fortsetzungsantrag werden wir gezielt die Rolle von parakrinem wg aus EC und die Effektoren der zellautonomen, antiproliferativen Rolle von crol in ISC identifizieren und in Physiologie und Pathologie untersuchen.

Dr. med. Florian Reiter

Medizinische Klinik und Poliklinik II
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Die CDK4/6-Inhibition als biomarkerbasierte Therapie des kolorektalen Karzinoms

Das Kolorektale Karzinom (CRC) stellt eine häufige und oft tödlich verlaufende Erkrankung dar. Eine Vielzahl von Patienten schreitet in ihrem Krankheitsverlauf in ein metastasiertes Stadium voran. Die sequentielle Anwendung von Polychemotherapien kann das Überleben in dieser Situation deutlich verlängern. Leider ist der Gewinn an Lebenszeit durch die Ausreizung von Polychemotherapien als unzureichend festzuhalten und deren Nebenwirkungen fallen zum Teil erheblich aus. Hieraus ergibt sich ein dringlicher Bedarf für die Etablierung neuerer innovativer Therapien zur Behandlung des CRC. Im Rahmen des hier beantragten Projektes soll die Wirksamkeit einer Hemmung des Cyclin D - dependent kinase (CDK) 4/6 Signalweges in der Behandlung des CRC untersucht werden. In ersten Versuchen konnten wir unter Verwendung eines zugelassenen CDK 4/6 Inhibitors eine deutliche antitumoröse Wirksamkeit in CRC-Zelllinien nachweisen. Die hier formulierten Fragestellungen sollen helfen, klinische Szenarien abzugrenzen (als biomarkerbasierte Therapie, als Kombinationstherapie oder nach Resistenzentwicklung), unter welchen der Einsatz von CDK4/6 Inhibitoren in der Behandlung des CRC sinnvoll sein könnte.

Prof. Dr. med. Dieter Saur

Institut für Experimentelle Tumortherapie
Technische Universität München (TUM)

Synthetische Letalität zur Verbesserung der Therapie des Pankreaskarzinoms (2)

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) weist mit einer 10-Jahresüberlebensrate <1% immer noch eine infauste Prognose auf. Onkogene KRAS Mutationen stellen die initiierende und tumortreibende Mutation dar, sind derzeit aber therapeutisch nicht adressierbar. Wir haben KRAS-abhängige Effektorsignalwege analysiert und konnten mit Hilfe von genetischen Modellen und pharmakologischen Ansätzen zeigen, dass die Blockade von Pdk1 die Proliferation von PDACs effektiv hemmt. In den vergangenen zwei Jahren der Förderung des Projektes durch die Wilhelm Sander-Stiftung konnten wir mit Hilfe von genomweiten genetischen Hochdurchsatzscreens sowie einer medikamentösen screening Plattform (430 Therapeutika inklusive “standard of care” Chemotherapien) genetische Interaktionen sowie medikamentöse Kombinationstherapien identifizieren, die diesen zytostatischen Effekt in vitro in einen synergistischen zytotoxischen verwandeln (Prinzip der synthetischen Letalität). In unserem Folgeantrag werden wir in der 2. Förderperiode die effizientesten synergistischen Interaktionen und Medikamentenkombinationen mechanistisch analysieren und in immunkompetenten in vivo Systemen validieren. Hierbei werden wir nicht nur tumorzellintrinsichen Effekte mit neuartigen Methoden, wie Einzelzell-RNAsequenzierungen analysieren, sondern auch die Effekte der neuen Kombinationstherapien auf Immunescape und Reprogrammierung des Tumormikromilieus. Dies ermöglicht es uns neue therapeutische Ansätze für das Pankreaskarzinom zu etablieren sowie bestehende Therapien zu verbessern, die schnell in die Klinik translatierbar sind.

Prof. Dr. med. Dieter Saur

Abt. für Translationale Tumorforschung L730 DKFZ; DKTK Partnerstandort München
Technische Universität München (TUM)

Überwindung der therapeutischen Resistenz von Pankreaskarzinomsubtypen

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) ist ein hochaggressiver Tumor, der durch eine extrem schlechte Prognose und eine ausgeprägte Arzneimittelresistenz gekennzeichnet ist. Um subgruppenspezifische Vulnerabilitäten und molekulare Determinanten des Therapieansprechens gegenüber neuen Wirkstoffen zu identifizieren, haben wir eine molekular sehr gut charakterisierte Gewebe- und Zellkulturressource von humanen und murinen PDAC Proben mit mehr als 400 biologisch aktiven Medikamenten gescreent. MEK-Inhibitoren zählten hierbei zu den Top-Hits unseres Drug Screens, die eine starke zytostatische Wirkung hervorriefen. Ein anschließender Kombinationsscreen mit Trametinib als Backbone und zahlreichen FDA/EMA-zugelassenen Arzneimitteln ergab einen hohen Synergismus mit dem Multikinaseinhibitor Nintedanib präferentiell in mesenchymalen Pankreaskarzinomen, die durch eine besonders schlechte Prognose und hohe Therapieresistenz gekennzeichnet sind. Folgeexperimente zeigten, dass dieser neuartige kombinatorische Therapieansatz in vitro Apoptose und in vivo ein ausgeprägtes Therapieansprechen mit einer Regression der Tumoren in syngenen Modellen zeigte. Mit diesem Phänotyp ging eine starke Infiltration des Tumors mit CD8-positiven T-Zellen einher. Basierend auf diesen Ergebnissen, die darauf hindeuten, dass eine kombinatorische medikamentöse Behandlung eine Immunantwort gegen das PDAC in vivo vermitteln kann, möchten wir (1) zellautonome und nicht-zellautonome Mechanismen der Sensitivität und Resistenz gegenüber der neuen Kombinationstherapie aufklären, (2) die Rolle von spezifischen Immunzellpopulationen und der Tumor-Immunzellkommunikation unter basalen Bedingungen und im Rahmen des therapeutischen Ansprechens auf die Kombinationstherapie entschlüsseln sowie (3) unseren therapeutischen Ansatz um immunmodulatorische Therapien erweitern, die in Kombination in der Lage sind den Tumor zu eradizieren. Mit Hilfe von genetischen Analysen sowie Screening- und Profilierungs-Technologien wollen wir die Grundlagen der Immunsuppression im Pankreaskarzinom verstehen und subtypspezifische therapeutische Schwachstellen identifizieren. Dies wird dazu beitragen das klinische Management dieser tödlichen Krankheit entscheidend zu verbessern.

Prof. Dr. med. Michael Scharl

Klinik für Gastroenterologie und Hepatologie
Universität Zürich

Der molekulare Wirkmechanismus bakterieller Metaboliten als neuer Ansatz zur Therapie des kolorektalen Karzinoms

Im Rahmen unserer Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass eine Verminderung bestimmter Clostridiales Bakterien bei Patienten mit kolorektalem Karzinom (KRK) die Anti-Tumor-Immunantwort verschlechtert und das Tumorwachstum fördert. Wir konnten dabei die Wiederherstellung des Gleichgewichts der Darmbakterien als erfolgreichen Ansatz zur Krebsbehandlung nutzen und zeigen, dass die Wirkung der Bakterien durch bestimmte, von den Bakterien selbst produzierte Metabolite, vermittelt ist. Um mechanistische Erkenntnisse für die spätere klinische Anwendung zur Behandlung von KRK zu gewinnen, wollen wir die molekularen Wirkmechanismen der Anti-Tumor-Immunantwort, die durch die bakteriellen Metabolite ausgelöst wird, näher untersuchen. Hierfür werden wir primäre humane Darmschleimhaut- und Immunzellen verwenden sowie insbesondere in vivo Untersuchungen mit Krebsmausmodellen und detaillierter molekularer Analytik durchführen. Zudem wollen wir die bakteriellen Metabolite in KRK Patienten charakterisieren. Hierdurch wollen wir die Grundlage schaffen, um langfristig eine neue Therapieform bei KRK-Patienten, welche auf den Einsatz bakterieller Moleküle basiert, etablieren zu können.

PD Dr. med. Markus Wirth

Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde
Technische Universität München (TUM)

Liquid biopsy bei HPV-positiven und -negativen Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereichs in Speichel und Blut

Im Gegensatz zu anderen Tumorentitäten gibt es bei Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen (HNSCC) abgesehen vom Humanen Papillomvirus (HPV)-Status bislang keine molekularen Marker zur Therapie-Stratifizierung. Therapie-Monitoring und Nachsorge basieren auf der klinischen/radiologischen Untersuchung und ggf. einer invasiven Gewebeprobe. Rezidive werden meist erst in nicht kurativ behandelbaren Stadien erkannt. Allgemein ist bekannt, dass die DNA von Tumorzellen im Blut von Krebspatienten nachweisbar ist. Im beantragten Projekt sollen in Blut und Speichel Tumor-DNA sowie virale HPV-DNA mittels digitaler PCR untersucht und quantifiziert werden. Hierzu sollen am Primarius mittels Panel-Sequenzierung Mutationen in Hotspot-Genen detektiert werden, um tumorspezifische digitale PCR Assays zu generieren. Seit 2017 wurden hierzu prospektiv über 500 Patientenproben gesammelt. Erste eigene Proof of concept Daten bestätigen die Eignung der ctDNA für die Früherkennung von Rezidiven. Eine Liquid-Biopsy-Diagnostik könnte daher die Nachsorge bei Patienten mit Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen deutlich verbessern.

Genitaltrakt, männlich

PD Dr. med. Felix Bremmer

Institut für Pathologie
Georg-August-Universität Göttingen

Detektion neuer therapeutischer Zielstrukturen in therapierefraktären Keimzelltumoren (3)

Die gute Prognose maligner Keimzelltumoren (GCT) wird weiterhin durch einen kleinen, aber klinisch hochrelevanten Teil therapieresistenter GCT mit sehr schlechter Prognose beeinträchtigt. Dem Verständnis dieser Therapieresistenz und ihrer Überwindung kommt eine entscheidende Bedeutung zu. Die genaue histologische Charakterisierung ist für die korrekte Therapieplanung eine zentrale Voraussetzung. Unsere Vorarbeiten haben einen wichtigen Beitrag geleistet, die exakte histologische Diagnose verlässlicher stellen zu können. Als möglicher neuer Mechanismus der Resistenzbildung hat sich dabei die Selektion von Komponenten eines Dottersacktumors herausgestellt. Zu den schon länger bekannten Resistenzmechanismen zählt die Entwicklung einer somatischen Malignität. Es besteht aber mindestens noch ein weiterer Mechanismus ohne morphologisch erkennbare Selektion von Tumorkomponenten. Um diese besonderen biologischen Prozesse und das biologische Verhalten bei der Entwicklung der Therapieresistenz besser zu verstehen, werden wir im vorliegenden Forschungsprojekt Massenspektrometrische-Analysen durchführen, die detektierten Proteine funktionell untersuchen und mit Immunhistochemie verifizieren.

Dr. rer. nat. habil. Constantin Mamat

Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Entwicklung eines theranostischen Konzeptes für Radiokonjugate auf Basis des Alphastrahlers Actinium-225 für onkologische Fragestellungen

In der Nuklearmedizin nimmt der Einsatz von Alphaemittern im Rahmen der personalisierten Medizin für die zielgerichtete Therapie verschiedenster Tumoren einen immer größeren Stellenwert ein. Besonders der Alphaemitter Actinium-225 erlangt zunehmend an Bedeutung in Therapieansätzen. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer theranostischen Plattform, auf deren Basis Chelatoren, welche bei Raumtemperatur mit Actinium-225 radiomarkierbar sind, durch spezifische Reaktionen mit Biomolekülen (z.B. PSMA-Inhibitoren) verknüpft werden können. Die Beschaffenheit der Moleküle mit bestimmten Funktionalitäten ermöglicht gleichermaßen eine Therapie durch die Radiomarkierung mit Actinium-225, aber auch SPECT/PET-Diagnostik nach Radiomarkierung mit Iod-123 oder Iod-124 für Therapieplanung und -monitoring durch Einführung eines intelligenten Präkursor-Designs. Die Besonderheit dieses Ansatzes besteht in der leichten Übertragbarkeit dieser entwickelten Plattform auf nahezu jedes zugängliche Tumortarget und der Radiomarkierung desselben Konjugats mit diagnostischen und therapeutischen Radionukliden unter milden Bedingungen, was gleichzeitig den Einsatz sensibler Biomakromoleküle ermöglicht.

Genitaltrakt, weiblich

Prof. Dr. med. Dirk O. Bauerschlag

Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Photoimmuntherapie des HER2-positiven Ovarialkarzinoms durch neuartige Antikörper-Wirkstoff-Konjugate

Das Ovarialkarzinom ist die tödlichste gynäkologische Erkrankung für die bislang keine kurative Therapie existiert. Die Photoimmuntherapie (PIT) ist eine neue Methode, bei der Antikörper-Wirkstoff-Konjugate durch Licht am Tumor aktiviert werden. 4D5-IgG1-IR700 ist ein auf Trastuzumab basierendes Antikörper-Wirkstoff-Konjugat, bei dem die Kopplung des Photosensitizers IR700 mit definierter Stöchiometrie enzymatisch erfolgt. Dies ist ein Vorteil gegenüber chemisch gekoppelten IR700-Konjugaten, die oft inhomogen sind. Eigene Arbeiten zeigen, dass durch PIT mit 4D5-IgG1-IR700 HER2-positive Tumorzellen eliminiert werden und ein immunogener Zelltod induziert wird. Für das Auslösen einer effektiven Immunantwort in vivo scheint eine aktive Fc-Domäne, wie sie IgG1-Antikörper haben, von Vorteil zu sein. Daher ist das Ziel dieses Antrags zu überprüfen, inwieweit sich die PIT mit einem Fc-optimierten 4D5-IgG1opt-IR700 von der PIT mit 4D5-IgG1-IR700 hinsichtlich ihrer Wirksamkeit gegen HER2-positive Ovarialkarzinome unterscheidet. Dafür sollen die Konjugate in verschiedenen Mausmodellen verglichen und die Kriterien für das effektive Auslösen einer adaptiven Immunantwort untersucht werden.

Prof. Dr. med. Felix Hoppe-Seyler

Molekulare Therapie virusassoziierter Tumore
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Der Phänotyp HPV-positiver Tumorzellen unter zyklischer Hypoxie

HPV-positive Tumorzellen reagieren auf chronische Hypoxie mit einer reversiblen Hemmung der viralen E6/E7-Onkogene und der Zellproliferation. Dies könnte zu Therapieresistenz, Immunevasion und Rezidivbildung beitragen. Die hier geplanten Studien sollen die Reaktion HPV-positiver Tumorzellen auf eine zweite Hauptform von Hypoxie untersuchen, der zyklischen Hypoxie (cycH). Sie ist durch fluktuierende Zyklen von Hypoxie und Reoxygenierung charakterisiert und mit hoher Therapieresistenz verbunden. Der Einfluß von cycH auf die Virus-Wirtszell-Wechselwirkungen in HPV-positiven Tumorzellen ist bisher unbekannt. Vorarbeiten zeigen, daß die E6/E7-Expression unter cycH erhalten bleibt. Außerdem werden potentielle E6/E7-Targets und kritische Determinanten des zellulären Phänotyps (p53, mTOR, STAT3, HIF-1α) unter cycH differentiell gegenüber chronischer Hypoxie reguliert. In dem Vorhaben soll untersucht werden, welche Konsequenzen die aufrecht erhaltene E6/E7-Expression und die Modulation der o. g. Faktoren für den Phänotyp HPV-positiver Tumorzellen unter cycH hat. Zudem sollen Studien zur Therapieresistenz HPV-positiver Tumorzellen und globale Proteomanalysen unter cycH durchgeführt werden.

Prof. Dr. rer. nat. Martin Müller

Tumorvirus-spezifische Vakzinierungsstrategien (F035)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Papillomavirus-Impfstoff mit prophylaktischer und therapeutischer Wirkung

Das Zervixkarzinom ist weltweit die vierthäufigste Krebserkrankung bei Frauen und ist fast immer mit Infektion von humanen Papillomaviren (HPV) assoziiert. Es besteht Bedarf an alternativen Impfstoffen der 2. und 3. Generation. Das HPV L2 Protein bietet die Möglichkeit, eine kreuzprotektive Immunantwort gegen viele HPV zu induzieren, zeigt jedoch eine geringe Immunogenität, so dass L2 Epitope zwingend einen Träger (‚scaffold‘) zur Präsentation erfordern. Dazu verwenden wir Thioredoxin (Trx), in welches wir Epitope von HPV L2 Proteinen einsetzen. Die Entwicklung dieses Impfstoffs wurde u.a. von der Sanderstiftung ermöglicht. In dem vorliegenden Antrag planen wir den Impfstoff auf therapeutische Wirkung zu erweitern, um auch solche Frauen zu erreichen, die bereits mit den HPV infiziert sind. Hierzu werden relevante T-Zell Epitope in das Impfstoffantigen eingefügt. Vorarbeiten zeigen, dass das Impfantigen für therapeutische Vakzinierung geeignet ist. Die Förderung soll uns eine systematische Weiterentwicklung der Impfstoffkandidaten ermöglichen.

Prof. Dr. phil. nat. Klaus Strebhardt

Klinik für Frauenheilkunde und Gynäkologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Studien zur Zellzyklus-Regulation im Ovarialkarzinom: Pathomechanismen und translationale Bedeutung

Das klinische Ansprechen von epithelialem Ovarialkarzinom (EOC) auf Chemotherapie hat sich verbessert, aber Rezidive und resistente Tumore sind nach wie vor hoch. Daher ist die Entwicklung von therapeutischen Ansätzen, die auf kritische regulatorische Proteine abzielen, eine große Herausforderung in der Onkologie. Polo-like Kinase 1 (PLK1) ist bei verschiedenen Krebsarten überexprimiert, so auch beim Ovarialkarzinom. Entsprechend wurden Inhibitoren gegen PLK1 in verschiedenen klinischen Studien getestet. Nebenwirkungen begrenzten jedoch den Erfolg dieser Studien, was den Bedarf an einer neuen und verbesserten Generation von PLK1-Inhibitoren weckte. Daher präsentieren wir hier den ersten Nachweis der PLK1-Dimerisierung, die seine enzymatische Aktivität kontrolliert. Dieser neue Mechanismus der PLK1-Regulation und seine klinische Relevanz für die EOC-Behandlung liefert die Grundlage für die Entwicklung neuer Generation von Inhibitoren mit verbesserter PLK1-Selektivität. Diese Studie könnte die bisher begrenzten klinischen Ergebnisse mit PLK1-Inhibitoren erklären und neue Behandlungsoptionen eröffnen, die auf PLK1-Inhibition in mono- und kombinatorischen klinischen Studien basieren.

Haut + malignes Melanom

Dr. rer. nat. Daniel Hasche

Virale Transformationsmechanismen (F030)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Investigation of the “hit-and-run” mechanism in the development of non-melanoma skin cancer by cutaneous papilloma viruses in the animal model Mastomys coucha and in patient samples (2)

Wie wir kürzlich erstmals zeigen konnten, begünstigen kutane Papillomviren (PVs) in einem „hit-and-run“ Mechanismus in Kombination mit UV Licht die Entstehung von nicht-melanozytärem Hautkrebs. Im hier genutzten Tiermodell kann der gesamte Infektionszyklus bis hin zu Tumorentstehung in einem natürlichen, immunkompetenten Wirt untersucht werden. Die Tiere entwickeln die gleichen Tumortypen die man auch bei Patienten findet: gut differenzierte Plattenepithelkarzinome (PEKs) mit hoher Viruslast sowie dedifferenzierte PEKs die keine oder nur Spuren viraler DNA enthalten. In beiden Fällen ist aber eine vorangegangene Infektion serologisch nachweisbar. Wir wollen die zeitlichen und räumlichen Prozesse zwischen Infektion, UV Schäden und Dedifferenzierung während der Mehrstufen-Hautkarzinogenese untersuchen. Dies soll klären wie kutane PVs zu verschiedenen Zeitpunkten nach Infektion mit der Zelle interferieren und welche Prozesse die Tumorproliferation nach Virusverlust aufrechthalten. Experimentell werden whole genome sequencing, transcriptomics, in situ metabolomics, funktionale Tests sowie immunhistochemische Analysen in vitro und in vivo angewendet und mit klinischen Proben verglichen.

Prof. Dr. med. Christoph Klein

Lehrstuhl für Experimentelle Medizin und Therapieforschung
Universität Regensburg

Entwicklung präklinischer Modelle, auf deren Grundlage systematisch nach therapeutischen Zielstrukturen gefahndet werden kann, die gegen einzelne metastatische Gründerzellen gerichtet sind

Nachweislich wirksame adjuvante Therapien haben erst jüngst Einzug in die klinische Routine beim Melanom erhalten. Dennoch gelingt es nach wie vor nicht, die Entstehung einer metastatischen Erkrankung – und damit einen oft fatalen Verlauf – sicher zu verhindern. Ziel des vorgelegten Projektes ist, präklinische Modelle für die Entwicklung adjuvanter Therapien zu erarbeiten. Hierfür sind folgende, eigene Befunde der letzten Jahre entscheidend: (i) Melanomzellen disseminieren häufig sehr früh. (ii) Viele dieser disseminierten Tumorzellen (DCC) müssen noch kritische Mutationen erwerben, um metastatische Kolonien gründen zu können, d.h. präkolonisierende DCC (pDCC) müssen zu kolonisierenden DCC (cDCC) werden. (iii) Eine erfolgreiche Xenotransplantation korreliert direkt mit dem Genomprofil und der Anzahl der im Lymphknoten gefundenen DCC. (iv) Viele gestreute Melanomzellen haben das Potenzial von pDCC in cDCC überzugehen. In dem vorgeschlagenen Projekt, wollen wir präklinische Modelle entwickeln, welche die Achilles Ferse von früh-gestreuten Melanomzellen (pDCC) aufdecken. Da diese Zellen momentan nicht in vitro und in vivo expandiert werden können, gibt es solche Modelle nicht.

Prof. Dr. med. Bastian Schilling

Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Kryptische HLA-Peptide als neue Targets für die Krebsimmuntherapie

Damit T-Zellen Tumorzellen eliminieren können, ist die Präsenz von tumorassoziierten Antigenen zwingend erforderlich. Eine Klasse von HLA-Peptiden, die bei der Suche nach geeigneten Targets für die Tumorimmuntherapie bislang kaum in Betracht gezogen wurde, sind sogenannte kryptische HLA-Peptide. Diese entstammen nicht-kodierenden Regionen des Transkriptoms, wie beispielsweise der 5‘-UTR. Wir haben kürzlich eine neue bioinformatische Methode entwickelt, die es nun erstmalig erlaubt kryptische HLA-Peptide effektiv und zuverlässig direkt aus massenspektrometrischen Daten zu identifizieren. Durch die Reanalyse einer größeren Anzahl von Immunpeptidomen unterschiedlicher Tumorentitäten und dem Abgleich mit Immunpeptidomen gesunden Gewebes ist es uns gelungen, eine Reihe tumorspezifischer rekurrierender kryptischer HLA-Peptide (TURCs) zu identifizieren. Wir vermuten, dass diese Peptide ihren Ursprung in einer aberranten Transkription und/oder Translation haben, wie sie in Tumorzellen häufig auftritt. Da TURCs im Gegensatz zu mutierten Neoantigenen rekurrierend sind, sehen wir ein erhebliches therapeutisches Potential.

Prof. Dr. sc. nat. Lukas Sommer

Anatomisches Institut
Universität Zürich

Therapiebedingte dynamische Veränderungen in Tumor und Mikroumgebung bei Melanompatienten und ihr Einfluss bei der Resistenzbildung

Trotz neuartiger Therapien ist das metastasierende Melanom nach wie vor eine der aggressivsten Krebsarten. Viele Patienten weisen eine bestehende oder während der Therapie erworbene Resistenz auf. Deshalb ist es entscheidend, die Mechanismen der Resistenzbildung bei Melanompatienten zu verstehen. Aufgrund von Experimenten mit Zellkulturen und Mausmodellen nimmt man an, dass die dynamische zelluläre Zusammensetzung des Tumors und seiner Mikroumgebung bei der Therapieantwort eine Schlüsselrolle spielen. Um die durch eine Behandlung ausgelösten Veränderungen innerhalb eines Tumors beim Menschen zu untersuchen, wenden wir eine neue Methode an, mit der wir mittels Feinnadelbiopsien vor und während einer Behandlung mit anschließender Einzelzell-RNA-Sequenzierung Erkenntnisse über Veränderungen sowohl in den Tumorzellpopulationen wie auch in der Tumormikroumgebung erhalten. Unterschiede zwischen Patienten mit Therapieantwort gegenüber Patienten mit Therapieresistenz erlauben uns, Mechanismen der Resistenzbildung beim Patienten zu entdecken und neue Biomarker zu identifizieren, mit denen der Therapieerfolg besser vorhergesagt werden kann.

Herz + Gefäße

Prof. Dr. med. Christian Sinzger

Institut für Virologie
Universität Ulm

Analyse der zellassoziierten Ausbreitung des menschlichen Cytomegalovirus durch polymorphkernige Leukozyten im Hinblick auf eine mögliche therapeutische Intervention (2)

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) bedroht immungeschwächte Patienten z.B. nach Stammzell-Transplantation. Die Antikörper-resistente zellassoziierte Ausbreitung des Virus trägt vermutlich zur Pathogenese bei, unter anderem bei der hämatogenen Dissemination durch Granulozyten (PMNs). Ein Fragment des zellulären Rezeptors PDGFRα konnte die PMN-vermittelte HCMV-Übertragung auf verschiedene Zielzellen hemmen. Ausgehend von diesem „proof of principle“ sollen molekulare Interaktionen bei Aufnahme und Verbreitung von HCMV durch PMNs aufgeklärt werden, um Ansatzpunkte für eine gezielte Intervention zu identifizieren. Neben unseren inhibitorischen PDGFRα-Peptiden werden dazu blockierende Antikörper gegen Zelladhäsionsmoleküle, siRNA-Knockdowns zellulärer und viraler Oberflächenproteine, lösliche Rezeptoren und HCMV-Deletionsmutanten eingesetzt. Ausgehend von neutralisierenden anti-HCMV-Antikörpern werden wir scFv-Antikörper („single chain variable fragment“) herstellen, und das Potenzial solcher 25 kDa kleinen Antikörper gegen die zellassoziierte HCMV-Ausbreitung testen. Das Projekt soll Grundlagen der zellassoziierten Ausbreitung aufklären und neuartige Behandlungsoptionen erschließen.

Immunsystem + Hämatopoese

PD Dr. rer. nat. Barbara Adler

Max von Pettenkofer-Institut für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Entwicklung eines Impfstoffs zur Bekämpfung von HCMV-bedingten Komplikationen in der Tumortherapie: Untersuchungen im präklinischen Modell (2)

Eine lebensbedrohliche Komplikation von Tumortherapien wie Knochenmarkstransplantationen oder Chemotherapien ist die Infektion mit humanem Cytomegalievirus (HCMV). Eine HCMV Vakzine könnte die Erfolgsraten nach Transplantation und Tumortherapie deutlich verbessern. Cytomegalieviren exprimieren zwei Rezeptor-bindende gH/gL Glykoproteinkomplexe auf der Partikeloberfläche, gH/gL/gO und gH/gL/Chemokin, die den Tropismus des Virus bestimmen und bei der Virusausbreitung synergistisch zusammenwirken. Der gH/gL/Chemokin Komplex moduliert zudem die antivirale Immunantwort. In humanen Seren werden starke neutralisierende Antikörper gegen die beiden gH/gL Komplexe gefunden und interessanterweise zeigen diese Antikörper auch einen Synergismus bei der Virus-Neutralisation. Wir wollen in der Infektion der Maus mit murinem Cytomegalievirus untersuchen, ob Antikörper gegen die gH/gL Komplexe in vivo vor einer CMV-Infektion schützen und inwieweit sie die Komplex-unabhängige antivirale Immunantwort beeinflussen. Konzeptionell sollen diese Untersuchungen zeigen, ob gH/gL Komplex-basierte Impfstoffe einen vielversprechenden Ansatz für eine neue HCMV-Vakzinentwicklung darstellen könnten.

Dr. med. Malte Bonin, von

Medizinische Klinik und Poliklinik I, Fachbereich Hämatologie, Zelltherapie und Medizinische Onkologie
Technische Universität Dresden

Machine-Learning-basierte Algorithmen zur Detektion von Resterkrankung bei Patient*innen mit akuter myeloischer Leukämie (MinimaL)

Bei Patient*innen mit akuter myeloischer Leukämie stellt die multiparametrische Durchflusszytometrie (MFC) von Blut- bzw. Knochenmarkproben eine schnelle und effiziente Methode zur Erkennung von Resterkrankung (MRD) dar und wird neben der molekulargenetischen Diagnostik zunehmend für die Verlaufskontrolle eingesetzt. Die Auswertung der resultierenden MFC-Datensätze beruht auf der Interpretation zweidimensionaler Projektionen mit manueller Identifikation aberranter Zellpopulationen. Dieses Vorgehen ist zeitaufwendig, subjektiv und durch das benötigte Expertenwissen auf ausgewählte, meist akademische Standorte begrenzt. Computer-gestützte statistische Verfahren wie zum Beispiel Machine-Learning-Methoden eröffnen vielfältige Möglichkeiten, eine expert*innenunabhängige, zuverlässige und reproduzierbare Quantifizierung der MFC-Datensätze zu erreichen. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer entsprechenden Softwarelösung, die in der Lage ist, quantitative Aussagen zur MRD (inklusive einer Abschätzung der Messunsicherheit) abzuleiten, die analysierten Daten entsprechend zu visualisieren und nachfolgend für klinische Therapieentscheidungen zur Verfügung zu stellen.

Dr. rer. nat. Igor Cima

DKTK Labor für Translationale Neuroonkologie - Universitätsklinikum Essen
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Entschlüsselung immunologischer Netzwerke von tumorassoziierten hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen im humanen Glioblastom (2)

Wir haben kürzlich das Vorkommen von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) in Glioblastom-Geweben identifiziert und validiert. Dabei konnten wir eine positive Korrelation von tumorassoziierten HSPCs mit der Malignität und den immunsuppressiven Phänotypen des Glioblastoms sowohl in vivo als auch in vitro nachweisen. In 3D-Organoidmodellen begünstigten HSPCs die Proliferation von Glioblastomzellen. Gleichzeitig konnten HSPC-Populationen innerhalb dieser Strukturen stabil gehalten werden und differenzierten zu linienspezifischen Immunzelltypen. Die zugrundeliegenden Mechanismen konnten noch nicht aufgeklärt werden. In diesem Projektantrag skizzieren wir experimentelle Verfahren zur Untersuchung von 1) den mechanistischen Grundlagen der Aufrechterhaltung von unreifen Entwicklungsstadien der HSPCs im Glioblastom, 2) den Differenzierungs-potentialen der tumorassoziierten HSPCs in vitro und in vivo und 3) den Mechanismen der HSPC-vermittelten Glioblastom-Zellproliferation. Diese Projektergebnisse können klinisch relevante Angriffspunkte für zukünftige Behandlungsmodalitäten des Glioblastoms aufzeigen.

Prof. Dr. med. Christoph Driessen

Klinik für Medizinische Onkologie und Hämatologie
Kantonsspital St. Gallen

ALK-Inhibitoren als potentielle Therapie bei Proteasom-Inhibitor-resistentem Multiplen Myelom

Proteasom-Inhibitoren (PI) bilden das Rückgrat der Therapie des Multiplen Myeloms (MM). Leider entwickelt sich bei den meisten MM-Patienten im Laufe der Erkrankung eine PI-Resistenz, und die Mehrzahl verstirbt am Therapie-refraktären MM. Daher besteht hier ein besonderer Bedarf an innovativen, wirksamen Therapien. Unsere präklinischen Vorarbeiten in diesem Bereich zeigen, dass Inhibitoren der Anaplastischen Lymphom-Kinase (ALK), welche klinisch erfolgreich zur Therapie des Bronchialkarzinoms eingesetzt werden, in vivo und in vitro gegen das PI-resistente MM aktiv sind. Das Target und der genaue Wirkmechanismus von ALK-Inhibitoren beim MM sind nicht bekannt. Faktoren, welche die Empfindlichkeit von MM-Zellen gegenüber ALK-Inhibitoren modulieren können, und deren Identifikation daher für einen therapeutischen Einsatz beim MM wichtig wären, sowie die Möglichkeiten von Kombinationstherapien von ALK-Inhibitoren sind nicht erforscht. Dieses Forschungsvorhaben soll daher die Grundlagen der Wirksamkeit und das Potential eines therapeutischen Einsatzes von ALK-Inhibitoren gegen das PI-resistente MM erforschen.

Dr. med. Tatyana Grinenko

Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
Technische Universität Dresden

Veränderungen der humanen Knochenmark-Nische während der Leukämogenese und zytotoxischen Behandlung

Hämatopoetische Stammzellen sitzen im Knochenmark (KM) eingebettet in eine spezielle Mikroumgebung (KM-Nische). Die KM-Nische ist ein komplexes, dreidimensionales Gewebe, welches schon intensiv in verschiedenen Mausmodellen untersucht wurde. Allerdings ist derzeit noch nicht klar, ob alle Erkenntnisse zur Maus KM-Nische auch auf das menschliche System übertragen werden können. Insbesondere die neuronale Regulation der humanen KM-Nische ist bisher weitgehend unerforscht. Neueste Erkenntnisse zeigen, dass die KM-Nische bei hämatologischen Erkrankungen betroffen und in ihrer Funktion beeinträchtigt ist. Darüber hinaus wurde bisher auch die Bedeutung der Chemotherapie-induzierten Neuropathie für den Krankheitsverlauf und für die anschliessende Wiederherstellung der Hämatopoese bei Leukämien Patienten noch nicht untersucht worden. Eine Untersuchung der Tumor- und Chemotherapie-induzierten KM-Nischenveränderungen ist daher dringend erforderlich, um unterstützende Therapien für Patienten zu entwickeln und eine akute und anhaltende Verringerung der Hämatopoese zu verhindern.

Prof. Dr. rer. nat. Vigo Heissmeyer

Abteilung Molekulare Immunregulation
Helmholtz Zentrum München

Untersuchung und Modulation der Roquin-Aktivität zur Verbesserung adoptiver T-Zell-Therapie (2)

Die RNA-bindenden Proteine Roquin und Regnase-1 regulieren ein ähnliches Set von Target-mRNAs, indem sie diese binden und dem Abbau zuführen. Da diese mRNAs T-Zellaktivierung induzieren, sind Roquin und Regnase-1 physiologische „Bremsen“ der T-Zell-Funktion. Unsere eigenen Versuche zeigen, dass sowohl tumor-spezifische Roquin-1/2-DKO als auch Regnase-1-KO T-Zellen das Wachstum eines subkutanen Melanoms stark supprimieren. Da insbesondere T-Zellen mit Regnase-1-KO Autoimmunität verursachen, soll getestet werden, welcher Knockout sich in Bezug auf Immuntoxizität und das Ansprechen auf Checkpoint Inhibition besser für den Einsatz in der adoptiven T-Zelltherapie eignet. Wir werden mechanistisch erklären, wie beide Proteine kooperieren und ihre Knockout CD8+ T-Zellen sich doch in funktionellen Aspekten unterscheiden. Zudem betreiben wir die Entwicklung eines therapeutischen Tools, mit dem wir kompetitiv die Aktivität von Roquin und Regnase-1 inhibieren. Um herauszufinden wie eine Modulation das T-Zellkompartment funktionell verändert, werden wir den Einfluss konstitutiv aktiven Roquin-1-Proteins auf die Tumorantwort in konventionellen oder regulatorischen T-Zellen vergleichen.

Dr. med. Laura Hinze

Abteilung für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Die Bedeutung des Wnt/STOP-Signalwegs in der molekularen Regulation von Asparaginase-Resistenz in akuten Leukämien

Asparaginase besitzt eine hohe Aktivität gegen hämatopoetische Neoplasien, jedoch bleibt ein Nicht-Ansprechen auf Asparaginase-basierte Therapien bis heute ein klinisches Problem mit einer schlechten Prognose. Wir haben zeigen können, dass die Aktivierung eines β-Catenin-unabhängigen Zweigs des Wnt-Signalwegs eine signifikante Asparaginase Sensitivierung in akuten Leukämien induziert. Dieser wird als Wnt-abhängige Stabilisierung von Proteinen (Wnt/STOP) bezeichnet, der den GSK3-abhängigen Proteinabbau hemmt. Therapierefraktäre Zellen sind somit auf den Proteinkatabolismus als alternative Quelle von Aminosäuren angewiesen, was durch die Aktivierung von Wnt/STOP geblockt wird. Allerdings sind die Regulation und genetischen Determinanten des Wnt/STOP Signalwegs nahezu unbekannt. Mit Hilfe eines genomweiten CRISPR-Cas9 Screens sollen die Gene identifiziert werden, welche diesen Signalweg regulieren und somit eine herausragende Rolle im Proteinkatabolismus, in der Aminosäurehomöostase und in der Vermittlung von Asparaginase Resistenz spielen. Dieses ermöglicht grundlegende Einblicke in die Wachstumskontrolle von malignen Zellen, um als Grundlage für neuartige Therapiestrategien zu dienen.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Arnd Kieser

Institut für Molekulare Toxikologie und Pharmakologie
Helmholtz Zentrum München

Molekulare Charakterisierung eines neuartigen Inhibitors der LMP1-TRAF2-Interaktion als Wirkstoffkandidat für Epstein-Barr-Virus-assoziierte Lymphome

Das Epstein-Barr-Virus trägt entscheidend zur Entwicklung von u.a. Posttransplantations- und Hodgkin-Lymphomen bei. Das virale Onkoprotein LMP1 ist für die Pathogenese mitverantwortlich, indem es durch die Rekrutierung zellulärer TRAF-Proteine die Aktivierung der Signalwege NF-κB und JNK vermittelt, welche für die Zelltransformation essenziell sind. In einem Screening und "Hit-to-Lead"-Prozess konnten wir erstmals niedermolekulare Inhibitoren entwickeln, welche die Interaktion von LMP1 und TRAF2 mit einer IC50 Konzentration im nanomolaren Bereich blockieren. Diese Inhibitoren sollen LMP1 von seinem Signalnetzwerk entkoppeln und dadurch den Zelltod der Tumorzelle auslösen. Hier sollen die Effekte der Leitstruktur auf die Signaltransduktion EBV-transformierter B-Zellen näher untersucht werden, um die molekularen Wirkmechanismen des Inhibitors in der Zelle zu charakterisieren und eventuelle Nebenwirkungen besser abschätzen zu können. Dabei sollen vor allem auch globale Effekte des Inhibitors auf das Phosphoproteom der Zielzelle mit Hilfe von Proteomik erfasst werden. Dieses Projekt wird dadurch auch neue Einblicke in die molekulare Funktionsweise von LMP1 erbringen.

PD Dr. med. Annette Künkele

Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Entschlüsselung der MYCN-vermittelten Resistenz gegen Neuroblastom-spezifische CAR-T-Zelltherapie (MyCAR)

MYCN ist in ~20% aller Neuroblastome amplifiziert und somit die häufigste genetische Veränderung, die nicht nur zu einem aggressiven Tumorverhalten führt, sondern auch mit einer „immunologisch kalten“ Tumorumgebung einhergeht. CAR-T-Zellen sind ein vielversprechender neuer Ansatz, der bei Leukämien bereits erfolgreich eingesetzt wird, jedoch bei soliden Tumoren enttäuschende Resultate liefert. Auch von uns entwickelte Neuroblastom-spezifische CAR-T-Zellen zeigen in einer klinischen Phase I Studie bislang nur mäßige Erfolge. Unsere Hypothese ist, dass Onkogene wie MYCN die Tumorumgebung so beeinflussen, dass es zu einer reduzierten Wirksamkeit von CAR-T-Zelltherapien kommt. Wie genau dies auf molekularer und zellulärer Ebene abläuft, wollen wir mit diesem Projekt herausfinden. Dabei nutzen wir die neue Methode eines genomweiten CRISPR/Cas9 Loss-of-Function-Screens, bei dem man alle bisher bekannten Gene über eine kommerziell erhältliche Bibliothek ausschalten und die hervorgerufenen Effekte messen kann. Auf diese Weise wollen wir untersuchen, ob primäre oder erworbene MYCN-bedingte Resistenzmechanismen der Tumorzellen dafür verantwortlich sind und wie diese überwunden werden können.

Dr. rer. nat. Gloria Lutzny-Geier

Medizinische Klinik 5 – Hämatologie und Internistische Onkologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Kommunikation von malignen B-Zellen mit T-Zellen und mesenchymalen Stromazellen der Knochenmarknische in einem 3D-Stroma/Leukämie Modell

Stromazellen im Knochenmark können maligne B-Zellen vor dem Zelltod durch Chemotherapeutika schützen. Das fördert den Erhalt residueller Tumorzellen nach Therapie und ist bei B-Zell Neoplasien von großer klinischer Bedeutung. Die Kommunikation unterschiedlicher Zelltypen soll in einem dreidimensionalen (3D) Stroma/Leukämie-Modell mit mesenchymalen Stromazellen (MSC), leukämischen B-Zellen und autologen T-Zellen untersucht werden. Das 3D-Modell kann die in vivo Situation deutlich besser darstellen, indem primäre Leukämiezellen natürlichere Interaktionen mit umliegenden MSCs eingehen können. Die Tumorzellen im 3D-Modells sollen charakterisiert werden, um essentielle Veränderungen zu identifizieren. Das Migrationsverhalten der T-Zellen soll dokumentiert, deren Differenzierung und Funktionalität analysiert werden. Veränderungen im Signalosom der MSCs sollen dargestellt werden. Die Analyse der Immunzellen bei Ersterkrankung im Vergleich zum Zeitpunkt eines Rezidivs sowie die therapieinduzierten Veränderungen sollen die Grundlage zu spezifischeren oder individualisierten Therapien sein, die eine messbare Resterkrankung langfristig eliminieren und zu einer vollständigen Heilung führen.

Prof. Dr. med. Hendrik Poeck

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
Universität Regensburg

Bedeutung des intestinales Mikrobioms für Immunantwort und Prognose von Patienten mit Tumorerkrankungen und SARS-CoV-2 Infektion am Beispiel zweier Modellsituationen – ambulante Behandlung und stationäre Aufnahme

Der Krankheitsverlauf von Tumorpatienten mit SARS-CoV-2 Infektion wurde bisher nicht systematisch untersucht. Wir stellen als Ausgangspunkt dieses Forschungsvorhabens die Hypothese auf, dass die oropharyngealen und gastrointestinalen Mikrobiota bei Tumorpatienten den Schweregrad der Erkrankung mit SARS-CoV-2 und damit die Prognose insgesamt beeinflussen. Deshalb werden in diesem Forschungsvorhaben Tumorpatienten mit nachgewiesener SARS-CoV-2 Infektion und eine gleich große Vergleichsgruppe ohne SARS-CoV-2 Infektion im Vergleich zu Patienten mit Infektion ohne Tumorerkrankungen nachverfolgt und dabei sequentiell klinische Parameter erhoben und Biomaterialien (Rachenspülwasser, Stuhl, Blut und ggfls. Gewebeproben) asserviert und mit modernen high throughput-Methoden analysiert. Die Ergebnisse werden bioinformatisch so zusammengeführt, dass das Verständnis pathophysiologischer Zusammenhänge und die Etablierung von Biomarkern zukünftig Risikostratifikationen und Therapieentscheidungen ermöglicht und über eine Veränderung der Versorgungsstruktur die Therapieergebnisse bei Patienten mit Tumorerkrankungen und SARS-CoV-2 Infektion insgesamt verbessert.

Dr. med. Sebastian Schober

Poliklinik der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Technische Universität München (TUM)

Die Rolle der allogenen Stammzelltransplantation bei Kindern und jungen Erwachsenen mit Hochrisiko-Weichteilsarkomen – Gibt es einen therapeutischen Nutzen?

Das Rhabdomyosarkom ist der häufigste, bösartige Weichteiltumor bei Kindern. Die Überlebensraten bei Metastasierung oder Rückfall stagnieren seit Jahrzehnten bei 20-30%. Es gibt keine effektive Behandlung bei Chemotherapie-refraktärem Verlauf. In einzelnen Zentren wurden daher Hoch-Risikopatienten (HR-P) mittels allogener hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSCT) behandelt; mit dem Ziel der Induktion eines graft-versus-tumor Effekts. Es wurden Transplantate (Tx) mit übereinstimmenden HLA-Typus (human leukocyte antigen, HLA-matched) und HLA-mismatched Tx eingesetzt. Hierbei besteht die Gefahr einer lebensbedrohlichen graft-versus-host Erkrankung, trotz besseren Einsatzes von Immunsuppresiva. In einer matched-pair Analyse soll das Überleben von transplantierten HR-P mit jeweils 3 HR-P, die keine HSCT erhielten, verglichen werden. Aufgrund der Toxizität und mangelnder Studienlage ist zu klären, ob dieser Ansatz von Nutzen ist. Mittels uni- und multivariabler Analysen, welche Sterblichkeit und weitere, prognostische Faktoren berücksichtigen, soll endgültig geklärt werden ob, bzw. für wen die HLA-matched bzw. HLA-mismatched HSCT eine kurative Option darstellt.

PD Dr. med. Juliane Walz

Klinische Kooperationseinheit (KKE) Translationale Immunologie Department für Innere Medizin
Eberhard Karls Universität Tübingen

Charakterisierung des Immunopeptidoms der chronischen myeloischen Leukämie (CML) und weiterer myeloproliferativer Erkrankungen zur Entwicklung Peptid-basierter Immuntherapiekonzepte (3)

Peptid-basierte Immuntherapieansätze stellen eine vielversprechende Option für die Behandlung myeloproliferativer Erkrankungen (MPN) dar. Grundvoraussetzung solcher Therapien sind die Charakterisierung Tumor-assoziierter HLA-präsentierter Antigene, die Optimierung des T-Zell-Kompartiments sowie die Auswahl geeigneter Adjuvantien. Diese Aspekte wurden in den beiden vorhergehenden Förderperioden des Projekts bereits erfolgreich adressiert. In der beantragten Fortsetzungsperiode soll nun die Auswahl MPN-assoziierter Antigene mittels Charakterisierung kryptischer Neoepitope aus nicht-kodierenden Genomregionen vervollständigt werden sowie der Einfluss des angeborenen Immunsystems, insbesondere der TLR-Signaltransduktion, auf die Wirkung von TLR-Agonisten als Adjuvantien in MPNs evaluiert werden, um so eine rationale Grundlage für den Einsatz Peptid-basierter Immuntherapien in MPN-Patienten zu schaffen. Darüber hinaus soll im Angesicht der aktuellen Bedrohung durch die SARS-CoV-2 Pandemie für die hier im Fokus stehende MPN-Patientengruppe eine Charakterisierung der SARS-CoV-2 Immunität erfolgen, um neue Erkenntnisse hinsichtlich Risikobewertung und Impfstoffentwicklung zu gewinnen.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

Prof. Dr. med. Heidi Hahn

Institut für Humangenetik
Georg-August-Universität Göttingen

Rolle von WNT5A und der ß-Cateninunabhängigen WNT Signalwege beim Rhabdomyosarkom

Rhabdomyosarkome (RMS) sind Weichgewebstumoren bei Kindern, die in embryonale (ERMS) und die aggressiveren alveolären (ARMS) RMS unterteilt werden. In vitro und in vivo Daten aus der ersten Förderperiode zeigen, dass kanonisches WNT/ß-Catenin Signaling bei RMS eine untergeordnete Rolle spielt und keinen Einfluss auf Proliferation, Wachstum, Migration, Differenzierung oder die Bildung von Rhabdospheren hat [1]. Im Gegensatz dazu hemmt WNT5A, welches verstärkt bei den weniger aggressiven ERMS exprimiert ist, Proliferation, Wachstum und Invasivität und erhöht den Differenzierungsgrad bei gleichzeitiger Verminderung von Stammzellcharakteristika. WNT5A aktiviert zudem den WNT/Ca2+ und den WNT/JNK Signalweg und destabilisiert ß-Catenin. Im diesem Folgeantrag sollen a) die WNT5A Experimente vervollständigt und publiziert werden, b) Rezeptoren, die durch WNT5A aktiviert werden, identifiziert und c) der WNT5A-assoziierte Mechanismus aufgedeckt werden, der ß-Catenin destabilisiert. Zudem soll die Wechselwirkung zwischen WNT5A-exprimierenden Tumorzellen und -stroma untersucht und ein präklinischer Therapieversuch mit WNT5A Mimetica oder RMS-spezifischen chimären T-Zellen gestartet werden.

Dr. rer. nat. Julia Maltzahn, von

Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)
Leibniz Institut

Induktion der myogenen Differenzierung in Rhabdomyosarkomzellen zur unterstützenden Krebstherapie

Wir konnten zeigen, dass der transkriptionelle Repressor TRPS1 im embryonalen Rhabdomyosarkom (ERMS) exprimiert wird und dadurch die terminale Differenzierung in ERMS verhindert wird. Reduktion der TRPS1 Level in ERMS führt zur verbesserten Differenzierung der Zellen, welche als unterstützende Therapie zur Behandlung von ERMS verwendet werden könnte. Wir verfolgen die Hypothese, dass ERMS Zellen die Expression des TRPS1 nicht herunterregulieren und daher nicht terminal differenzieren können. Dies führt zu einer kontinuierlichen Proliferation und Tumorwachstum. Wir wollen die molekularen Ursachen für die Inhibition der Differenzierung in Folge aberranter TRPS1 Level in ERMS untersuchen. Zudem planen wir, die Veränderungen in Signalwegen aufgrund der aberrant erhöhten TRPS1 Expression in ERMS zu untersuchen und Wirkstoffe zu identifizieren, die die Expression des TRPS1 im ERMS reduzieren. Ferner sollen Experimente durchgeführt werden, in denen der Effekt der TRPS1 Reduktion in ERMS Tumoren im Tiermodell auf Tumorwachstum und Induktion der Differenzierung untersucht wird mit dem Ziel der Etablierung der Grundlagen für eine Differenzierungs-induzierende Therapie des ERMS beim Menschen.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Mathias Heikenwälder

Chronische Entzündung und Krebs (F180)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Aufklärung der Rolle von DKK3 in der Leberkrebsentstehung und Klärung des Potentials von DKK3 als molekulares Ziel in der Leberkrebs-Kombinationstherapie

Leberkrebs gehört weltweit zu den häufigsten krebsbedingten Todesursachen und entwickelt sich in der Regel im Zusammenhang mit chronischer Entzündung. Derzeit kann „late-stage“ Leberkrebs mit Pan-tyrosinkinase Inhibitoren oder durch Immuno-therapie behandelt werden - mit zum Teil unbefriedigender Ansprechrate - vor allem bei nicht-viral induziertem Leberkrebs (z.B. Fett-/Alkohol Leber). Hauptgrund dieser schlechten Ansprechraten ist das immunsuppressive Umfeld der Leber. Wir haben ein neues molekulares Target - Dickkopf3 (DKK3) - identifiziert, dessen genetische oder therapeutische Unterdrückung die Progression des Leberkrebs steuert. Wir konnten in murinen und humanen Lebertumoren (HCC und iCC) zeigen, dass DKK3 spezifisch nur im Tumorgewebe exprimiert wird. Blockieren von DKK3 führte zu einer erhöhten anti-Krebs Immunantwort im Tumor/ Tumorumfeld der Leber. In dieser Studie, die auf unserem initialen Wilhelm Sander-Stiftung Antrag aufbaut, wollen wir die genauen Zellen der DKK3 Expression im Leberkrebs identifizieren (im Tiermodell und Menschen; z.B. single cell RNA Seq) und das Potential der DKK3 Suppression im Zusammenhang mit PD1-verknüpfter Immunotherapie untersuchen.

PD Dr. rer. nat. Bastian Höchst

Institut für Molekulare Immunologie und Experimentelle Onkologie
Technische Universität München (TUM)

Kombinationstherapie des hepatozellulären Karzinoms

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC), die weltweit zweithäufigste krebsbedingte Todesursache, stellt aufgrund des tolerogenen Milieus der Leber eine besonders anspruchsvolle Malignität für Immunoonkologische Therapien dar. Nachdem 2015 der erste onkolytische Vektor zugelassen wurden, werden diese derzeit intensiv weiterentwickelt. Ihre besondere Eigenschaft liegt neben der direkten Lyse der Tumorzellen, darin, dass sie eine starke Immunreaktion gegen den Tumor induzieren und somit auch Fernmetastasen zerstört werden können. Allerdings sind bisherige immunonkologische Therapien in der Leber, nur wenig erfolgreich. Immunsuppressive Zellen im Tumor, wie myeloide Suppressorzellen unterbinden eine effiziente Immunantwort. Wir konnten zeigen, dass diese Zellen vermehrt beim HCC vorliegen und die Effektorfunktion von Immunzellen unterbinden. Auf Grundlage unserer Vorarbeiten planen wir eine Immuntherapie, bei der wir eine virobasierte Lyse von Tumorzellen und damit verbundenen Aktivierung des Immunsystems mit einer funktionellen Beeinflussung des myeloiden Kompartiments, zusammen mit einer Immun-Checkpoint-Inhibition kombiniert.

Prof. Dr. phil. nat. Matthias Lauth

Zentrum für Tumor- und Immunbiologie
Philipps-Universität Marburg

Die DYRK2-HSF1 Achse als therapeutische stromale Zielstruktur im Pankreaskarzinom

Mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von unter 10% ist das duktale Pankreaskarzinom (PDAC) nach wie vor einer der tödlichsten Tumorerkrankungen. PDAC zeichnet sich durch eine ausgeprägte histologische Desmoplasie mit signifikanter lokaler Immunsuppression aus. Wichtige Treiber dieser Vorgänge sind tumor-assoziierte Fibroblasten (CAFs), welche das Tumorstroma fibrotisch umbauen und zahlreiche direkte und indirekte Interaktionen mit dem Immunkompartiment eingehen. Ein wichtiger Faktor für die malignen Eigenschaften von Tumorzellen sowie CAFs ist der Transkriptionsfaktor HSF1, welcher aber nur schwer einer pharmakologischen Inhibition zugänglich ist. Im Gegensatz dazu lässt sich die Aktivität von HSF1 indirekt durch die Inhibition der HSF1-stimulierenden DYRK2 Kinase supprimieren, welche im PDAC überexprimiert und mit einem schlechten Überleben assoziiert ist. Im hier vorgeschlagenen Projekt möchten wir die funktionalen Effekte von DYRK2 und dessen Inhibition im Tumor- und vor allem im Stromakompartiment untersuchen. Zudem soll mittels Mausmodellen der translationale Wert einer pharmakologischen DYRK2 Inhibitionsstrategie unterstrichen werden.

Prof. Dr. med. Jens Marquardt

Medizinische Klinik I, Campus Lübeck
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Entschlüsselung der Rolle des DNA-Reparaturgens PARP-1 als therapeutisches Ziel bei KRAS-mutierten intrahepatischen Cholangiokarzinomen

KRAS Mutationen gehören zu den häufigsten genetischen Veränderungen beim intrahepatischen Cholangiokarzinom (iCCA). Neben pro-tumorigenen Eigenschaften führt eine beschleunigte RAS-Signalübertragung zu intrazellulärem Stress, wodurch RAS-gesteuerte Tumoren besonders empfindlich auf onkogene Veränderungen reagieren. Mehrere Studien implizieren, dass Hemmung von Poly (ADP-Ribose) Polymerase 1 (PARP-1) das Überleben von KRAS-mutierten Tumorzellen selektiv beeinflussen kann. Die Rolle von PARP-1 in iCCA ist jedoch noch unklar. Mit Hilfe eines integrativen Ansatzes soll die Relevanz von PARP-1 in KRAS-mutierten iCCA analysiert und zugrunde liegende molekulare Mechanismen einer spezifischen PARP-1 Hemmung charakterisiert werden. Ferner sollen die Ergebnisse mittels eines PARP-1-spezifischen Knockout-Mausmodels und spezifischer Induktion von Tumoren unter Verwendung der hydrodynamischen Schwanzveneninjektion validiert werden. Um eine mögliche translationale Relevanz für humane Tumoren zu evaluieren, werden die identifizierten molekularen Profile mit unabhängigen iCCAs überlagert. Letztendlich soll die Relevanz einer PARP-1-Hemmung für KRAS-mutierte iCCA konklusiv erfasst werden.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. rer. nat. Oliver Jäkel

Medizinische Physik in der Strahlentherapie (E040)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Strahlentherapie von Lungenkrebspatienten: Identifikation von Risikofaktoren für strahleninduzierte Pneumonitis mittels neuronaler Netze.

Kann ein Convolutional Neural Network (CNN) das Risiko einer Pneumonitis nach Strahlentherapie von Lungenkrebspatienten akkurat vorhersagen? Unsere Hypothese ist, dass die Vorhersagegenauigkeit für Pneumonitis unter Verwendung von CNNs deutlich höher ist als für „klassische“ Toxizitätsmodelle, die auf Dosis-Volumen-Parametern und/oder Texturmerkmalen basieren. Zudem möchten wir anhand von Visualisierungstools verstehen, welche Features vom CNN gelernt wurden, und ob die Lokalisation dieser Features mit dem Ort der Pneumonitis auf Nachsorge-CT-Bildern korreliert. Das Patientenkollektiv besteht aus n=271 Lungenkrebspatienten. Bei n=17 Patienten wurde in Nachsorgeuntersuchungen Pneumonitis detektiert. Neben klinischen Parametern (Alter, Raucherstatus, etc.) liegen die applizierten Dosisverteilungen sowie die Nachsorge-CTs für alle Patienten vor. Das CNN Training erfolgt über Transferlernen eines vortrainierten 3D CNNs. Ist das Projekt erfolgreich, kann der Algorithmus für die klinische Risikoabschätzung einer strahleninduzierten Pneumonitis verwendet werden und der Behandlungsplan (bzw. die Dosis) kann entsprechend frühzeitig, d.h. noch während der Behandlung angepasst werden.

Prof. Dr. rer. nat. Alexander Schramm

Innere Klinik (Tumorforschung)
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Analyse von Resistenz und klonaler Evolution in ALK-positiven nicht-kleinzelligen Lungentumoren

Obwohl ALK-getriebene nicht-kleinzellige Lungentumore (NSCLC) häufig sensitiv auf gerichtete Therapien reagieren, entwickeln die Patienten früher oder später Resistenzen. Neuartige ALK-Inhibitoren verlängern den Zeitraum des Progressions-freien Überlebens, aber der Einfluss unterschiedlicher ALK-Varianten und –Mutationen auf Therapieansprechen und Resistenzentwicklung bleibt unklar. Daher ist die Entwicklung molekularer Biomarker entscheidend für die Vermeidung von Resistenz und Therapieversagen nach ALK-Inhibition in ALKpositiven-NSCLC. In Mausavataren (PDX= „Patient-derived Xenografts“) können wir die klinische Bandbreite humaner ALKpositiver Tumore abdecken und kliniknahe Kohortenstudien im Tiermodell durchführen. Basierend auf Ansprechen und Resistenzentwicklung können wir alternative Therapieoptionen vorschlagen. Die Analyse der intratumoralen Heterogenität wird dabei wesentlich von molekularer Barcode-Technologie getragen. In Kombination mit Einzelzellanalysen werden wir den Fragen nach klonaler Evolution und Resistenzentwicklung gegen ALK-gerichtete Therapien nachgehen, um neue, rational basierte Strategien für die Behandlung von ALKpositiven NSCLC vorschlagen zu können.

Nervensystem + Sinnesorgane

Prof. Dr. med. Holger Scholz

Institut für Vegetative Physiologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Charakterisierung von WT1 als potenzielles Zielmolekül in Neuroblastomen

Das Neuroblastom ist eine der häufigsten bösartigen Neubildungen bei Kindern. Es resultiert aus einer Differenzierungsstörung neuronaler Ganglienzellen des Sympathikus. Ein hohes Expressionsniveau von Wilmstumorprotein WT1 in Neuroblastomen ohne MYCN Amplifikation korreliert mit einer geringen Überlebensrate der Erkrankten. WT1 ist ein Zinkfingerprotein, dessen alternative Spleißvarianten auf verschiedenen Ebenen der Genexpression wirksam sind. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll WT1 als mögliches therapeutisches Zielmolekül in Neuroblastomzellen untersucht werden. Während der ersten Förderperiode konnten wir nachweisen, dass ein Sauerstoffmangel, der einen undifferenzierten Tumorphänotyp begünstigt, die WT1 Expression in Neuroblastomzellen stimuliert und den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus aufdecken. Weiterhin konnten wir Kandidatengene, die potenziell durch WT1 in Neuroblastomzellen reguliert werden, ermitteln. Im Rahmen der beantragten Verlängerung sollen diese Gene hinsichtlich ihres Einflusses auf die zelluläre Malignität weiter charakterisiert und sauerstoffabhängige Mechanismen der Genexpression in Neuroblastomzellen untersucht werden.

Prof. Dr. med. Ulrich Schüller

Forschungsinstitut Kinderkrebszentrum
Universität Hamburg

Etablierung eines Mausmodells zur Erforschung der Pathogenese pädiatrischer maligner Gliome mit MYCN Amplifikation

Maligne Gliome gehören zu den bösartigsten Tumoren des Kindesalters. Alternativ zu H3F3A hotspot Mutationen sind hier vor allem MYCN Amplifikationen als Tumor-treibende genetische Alteration bekannt. MYCN amplifizierte Gliome, die in ca. 60 % der Fälle auch TP53 Mutationen aufweisen, zeigen klar abgrenzbare Muster der globalen DNA Methylierung und Genexpression und grenzen sich auch klinisch von anderen Hirntumorentitäten des Kindesalters ab. In Vorarbei-ten haben wir hGFAP-cre::loxSTOPloxMYCN,p53Fl/Fl Mäuse generiert, die maligne Gliome mit einer Überexpression von MYCN und einem Verlust von p53 ausbilden. Dieses Modell möchten wir nun nutzen, um die Biologie und Behandlungsmöglichkeiten MYCN amplifizierter maligner Gliome besser zu verstehen. Zunächst soll der zeitliche und zelluläre Ursprung der Tumoren auf-geklärt werden. Anschließend soll das lokale Wachstumsverhalten, die Ausbreitung des Tumors und das unabhängige Wachstum in vitro und in vivo untersucht werden. Schließlich werden wir morphologisch und molekular analysieren, inwiefern murine und humane Tumoren vergleichbar sind, bevor in einem letzten Schritt erste zielgerichtete therapeutische Ansätze verfolgt werden sollen.

Niere + Harnwege

Dr. med. Ferdinand Seith

Department für Radiologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Erhebung funktioneller und struktureller Gewebeparameter der Nieren in der Magnetresonanztomographie zur frühen Detektion einer therapieinduzierten Nephropathie bei Patienten unter Radionuklidtherapie: eine Pilotstudie

Einschränkungen der Nierenfunktion können einen wesentlichen Einfluss auf die Morbidität und Mortalität von Patienten haben. In der Onkologie kann dies eine Fortsetzung von nierenschädigenden Therapien limitieren und damit einen potenziellen Therapieerfolg gefährden. Dies ist auch der Fall bei der Radionuklidtherapie, wie sie insbesondere bei Patienten mit fortgeschrittenen Prostatakarzinomen (PCa) oder neuroendokrinen Tumoren (NET) zum Einsatz kommt. Hier sind die Nieren als Hauptausscheidungsorgan des Radiopharmakons einer hohen, potentiell schädigenden, Strahlenexposition ausgesetzt und werden daher unter Therapie regelmäßig kontrolliert. Die etablierten Methoden zur Beurteilung der Nierenfunktion bilden gerade in frühen Stadien eine sich eventuell entwickelnde Nephropathie nicht ab. Die quantitative Magnetresonanztomographie (qMRT) konnte in den letzten Jahren erfolgreich weiterentwickelt werden und bietet neue quantitative Parameter des Nierenparenchyms, die dabei helfen könnten, die Wahrscheinlichkeit des Entstehens einer Nephropathie einzuschätzen oder diese früher als die bisherigen Methoden zu erkennen. Die vorliegende Studie soll dazu dienen, diese funktionellen Gewebeparameter mittels eines Probandenkollektivs auf ihre Robustheit zu überprüfen, sie im Rahmen einer longitudinalen Patientenstudie mit etablierten Methoden zu vergleichen und ein standardisiertes Untersuchungs- und Auswerteprotokoll für zukünftige Studien zu etablieren.

2020

Brustdrüse

PD Dr. rer. nat. Simone Brabletz

Nikolaus-Fiebiger-Zentrum für Molekulare Medizin (NFZ)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Zusammenspiel des EMT Transkriptionsfaktors ZEB1 mit dem MRN DNA-Reparatur-Komplex – spezifischer Angriffspunkt für die Krebstherapie

Plastizität von Tumorzellen erlaubt nicht nur die Anpassung an alle Anforderungen im Verlauf der oft tödlichen Metastasierung, sondern auch die Entwicklung einer Resistenz gegen Standardtherapien. Wir konnten den Transkriptionsfaktor ZEB1 als zentralen Faktor dieser Plastizität und assoziierter Therapieresistenz identifizieren. Ziel unserer Arbeit ist die Eliminierung der stark ZEB1 exprimierenden, hochresistenten Krebszellen (ZEB1hi), als Grundlage für neue Therapien gegen resistente Tumoren. Wir identifizierten erhöhten Replikationsstress in ZEB1hi Zellen, den diese Zellen nur durch eine starke Aktivität des MRN DNA-Reparatur-Komplexes bewältigen können. Wir haben damit eine angreifbare Schwachstelle entdeckt und erzielen eine starke Reduktion der ZEB1hi Population durch pharmakologische Inhibition des MRN Komplexes. Im beantragten Projekt werden wir daher den MRN Komplex als möglichen Angriffspunkt in der Krebstherapie charakterisieren und zeigen, dass ein gezielter Angriff auf hochresistente ZEB1hi Zellen mit Hilfe des MRN-Inhibitors Mirin die Effizienz von Standard-Chemotherapien verbessert.

Dr. rer. nat. Roman Hennel

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Zelltodformen in der Strahlentherapie des Mammakarzinoms: Therapeutische und immunologische Implikationen.

Die Strahlentherapie ist ein zentrales Behandlungsmodul des Mammakarzinoms. Ihre Wirkung beruht auf der Induktion von Tumorzelltod und der Abrogation des klonogenen Tumorzellüberlebens. Daten der letzten Jahre haben gezeigt, dass das Immunsystem einen Beitrag zum strahlentherapeutischen Erfolg leistet. Die Art des strahlungsinduzierten Zelltods ist dabei von Bedeutung, da sterbende Zellen Einfluss auf ihre lokale und systemische Umgebung nehmen. Nach Bestrahlung scheinen nekrotische Zelltodformen in Tumorzellen zu dominieren. Welche der neu definierten Nekroseformen vorherrscht und welche lokalen und systemischen Konsequenzen dies hat, ist weitestgehend unbekannt und Gegenstand dieses Projektvorhabens. Die Bedeutung verschiedener Zelltodformen soll charakterisiert werden, und ihr Einfluss auf lokale und systemische tumorzellautonome und nicht-tumorzellautonome Konsequenzen in vitro und in vivo untersucht werden. Die Ergebnisse dieses Projektvorhabens sollen dazu beitragen, den Zusammenhang von strahlungsinduziertem Zelltod, Modulation des Tumormikromilieus und systemischen immunologischen Effekten besser zu verstehen, um radio(immun)therapeutische Kombinationskonzepte zu entwickeln.

PhD Dr. Sjoerd J. L. Wijk, van

Institut für Experimentelle Tumorforschung in der Pädiatrie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Modulierung der linearen Ubiquitinierung zur Kontrolle von (nicht)immunogenem Zelltod, Nekroinflammation und Tumorentwicklung bei luminalem Brustkrebs

Die für luminalen Brustkrebs charakteristische erhöhte lineare Ubiquitin (M1 Ub)-abhängige NF-ĸB-Aktivität beeinflusst verschiedene Formen des programmierten Zelltods (PCD), Entzündungsprozesse und Tumoraggressivität. Eine gezielte Regulation von M1 Ub Signalwegen könnte eine neuartige Krebstherapie darstellen, da M1 Ub mit erhöhtem Brustkrebswachstum und Invasivität einhergeht. Im beantragten Forschungsprojekt sollen durch die Modulation von M1 Ub Signalwegen (nicht)immunogener PCD, Makrophagen- Differenzierung, Entzündungsprozesse und Brustkrebswachstum untersucht werden. Zunächst wird M1 Ub in luminalen Brustkrebszelllinen, Sphäroiden und Patienten-abgeleiteten Organoiden gehemmt; dies wird mit immunen Zell-Ko-Kulturen kombiniert; dann werden NFĸB, PCD, Makrophageninvasion und -differenzierung in intakten Proben mittels 3D-Lichtbogen-Fluoreszenzmikroskopie analysiert. Die Rolle von M1 Ub bei der Regulation des in vivo Tumorwachstums wird an primären Brustkrebsorganoiden im Xenograft-Mausmodell analysiert. Insgesamt soll das vorliegende Forschungsprojekt die Bedeutung von M1 Ub Signalwegen bei der Regulation entzündlicher Prozesse und Brustkrebswachstum untersuchen.

Endokrines System

Dr. rer. nat. Nils Hartmann

Institut für Pathologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Die Rolle von mitochondrialen DNA-Veränderungen und des mTOR-Signalweges in neuroendokrinen Tumoren des Pankreas

Neuroendokrine Tumore stellen eine relativ seltene Gruppe von Neoplasmen dar, die schwer zu therapieren sind. Jüngste Studien identifizierten die Aktivierung des mTOR-Signalweges als einen von vier Hauptsignalwegen, der in neuroendokrinen Tumoren verändert ist. Außerdem konnte kürzlich gezeigt werden, dass der mTOR-Signalweg die Biogenese von Mitochondrien kontrolliert. Wir wollen herausfinden, ob und welche Auswirkungen der mTOR-Signalweg auf Mitochondrien und mitochondriale DNA (mtDNA) in neuroendokrinen Tumoren des Pankreas hat. Hierzu werden wir in einer großen Kohorte die mTOR-aktivierten Tumore identifizieren und anschließend eine umfangreiche Analyse der mtDNA und anderer mitochondrialer Parameter durchführen. Außerdem werden wir in pankreatischen, neuroendokrinen Zelllinien zum einen mtDNA-Veränderungen induzieren und zum anderen den mTOR-Signalweg inhibieren. Durch die Bestimmung mitochondrialer Paramter und des mTOT-Status in den manipulierten Zellen lassen sich so funktionelle Zusammenhänge zwischen mTOR-Signalweg und mitochondrialer Biogenese aufdecken. In Zukunft könnte die Kombination von mTOR- und Mitochondrien-Inhibitoren eine neue und vielversprechende Strategie zur Behandlung von Krebs darstellen.

Univ.-Prof. Dr. med. Andreas Linkermann

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Technische Universität Dresden

Die Rolle der Regulierten Nekrose bei Adrenokortikalen Karzinomen und ihr therapeutisches Potential

Adrenokortikale Karzinome (ACCs) sind bösartig entartete Tumore der Nebenniere, welche aktuell mit dem unspezifischen Medikament Mitotane, einem dem Pestizid DDT (1,1-(dichlorobiphenyl)-2,2-dichloroethane) eng verwandten Molekül, behandelt werden. Durch einen bisher unbekannten Wirkungsmechanismus tötet Mitotane Tumorzellen direkt ab. Unser Verständnis von Regulierten Zelltodwegen (RCD) hat sich in den letzten Jahren bedeutend erweitert. In ersten Experimenten wiesen wir nach, dass ACCs sehr sensitiv für den nekrotischen Zelltodweg der Ferroptose sind. Mitotane allerdings induziert allenfalls unspezifisch andere Zelltodwege, die Apoptose und in geringem Maße auch die Nekroptose, und ist daher ineffektiv. Ferroptose ist pharmakologisch induzierbar. Wir wollen mit Hilfe dieser Förderung klären, welche Zelltodwege sich beim ACC gezielt auslösen lassen um eine neuartige Therapie zu entwickeln. Das Verständnis der relativen Sensitivität der ACCs für klar definierte Zelltodsignalwege ist für ein solches Vorhaben unabdingbar. Ein solcher therapeutischer Ansatz wäre deutlich spezifischer als die Behandlung mit Mitotane, und hat daher vermutlich deutlich weniger Nebenwirkungen bei stärkerer anti-Tumor Wirkung.

Prof. Dr. med. Martin Röcken

Universitäts-Hautklinik
Eberhard Karls Universität Tübingen

Zellzyklusregulation bei der Immuntherapie von Tumoren mittels Immun-Checkpoint-Blockade und CDK4/6 Inhibition

Tumorimmuntherapien, wie die Immun-Checkpoint-Blockade (ICB), verursachen selten eine Tumoreradikation, sondern eine Tumorregression gefolgt von einer Gleichgewichtsphase. Während die toxische Wirkung des Immunsystems in der Regression gut belegt ist, sind die Mechanismen der Gleichgewichtsphase ungeklärt. Die Hypothese des Projekts geht davon aus, dass die durch Interferon-g (IFN)- und Tumornekrosefaktor (TNF)-vermittelte, zytokin-induzierte Seneszenz (CIS) bei der Tumorimmunüberwachung eine wichtige Rolle spielt. Allerdings ist die Signalkaskade der CIS in Tumoren oft funktionell unterbrochen. Da mit den CDK4/6-Inhibitoren Moleküle zur Verfügung stehen, die direkt auf den Zellzyklus zielen, soll hier untersucht werden, wie CDK4/6-Inhibitoren die CIS in signaltransduktionsgestörten Tumoren beeinflussen, und wie die IFN-g-Signale und die CDK4/6-Blockade in Tumoren, in denen seneszenzinduzierende Moleküle genetisch gestört sind, interagieren. Dies ist klinisch relevant, da derartige Aberrationen gehäuft in therapierefraktären Melanomen vorkommen. Wir erwarten von den Ergebnissen eine klare Aussage, ob es sinnvoll ist, Immuntherapien mit Zellzyklusinhibitoren zu kombinieren.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Prof. Dr. rer. nat. Holger Bastians

Institut für Molekulare Onkologie, Sektion für Zelluläre Onkologie
Georg-August-Universität Göttingen

TP53/TP73 -Defizienz als Schalter für eine Chromosomaler Instabilität und Tumorzell-Invasivität beim kolorektalen Karzinom

Aggressivität und Metastasierung von Tumore sind häufig mit einer hohen chromosomalen Instabilität (CIN) assoziiert. In der ersten Förderphase des Projekts haben wir gefunden, dass der Verlust der Tumorsuppressoren TP53 und TP73 in kolorektalen Karzinomzellen (CRC) eine erhöhte Mikrotubuli-Dynamik auslösen und dadurch sowohl CIN als auch eine erhöhte Zellmigration und –invasion als Marker für die Metastasierung auslösen kann. Jedoch ist nicht der CIN-Status, sondern Zentrosomen-Amplifikationen, die zu einer abnormalen Mikrotubuli-Dynamik führen, für die Migration/Invasion der CRC-Zellen entscheidend. Dabei spielen überraschenderweise auch parakrine und Her-2 abhängige Signalwege eine zentrale Rolle. Um die Metastasierung von CRC-Zellen in vivo zu analysieren, haben wir in der ersten Förderphase ein orthotopes CRC-Nacktmausmodell etabliert, das es uns erlaubt, Tumorwachstum und Metastasierung zu analysieren. Basierend auf unseren neuen Erkenntnissen wollen wir in der beantragten zweiten Förderphase des Projekts die Metastasierungsmechanismen in Anhängigkeit von Mikrotubuli-Dynamik und Zentrosomenamplifikation in vitro und in vivo untersuchen und damit das Projekt abschließen.

Prof. Dr. rer. nat. Felix B. Engel

Pathologisches Institut
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

IQGAP3: von der Herzentwicklung hin zu Therapieansätzen bei Krebserkrankungen

Kardiomyozyten etablieren nach der Geburt einen Zellzyklusarrest, assoziiert mit Zytokinesedefekt und Zentrosomabbau. Da Herztumore sehr selten sind, erscheint der Arrest effizient. Es ist zudem schwierig, Tumor-relevante Prozesse wie Proliferation und Migration in Kardiomyozyten zu induzieren. Dies legt nahe, dass Kardiomyozytendifferenzierung ein ausgezeichnetes Modell zur Identifizierung neuer potentieller Targets zur Krebsbehandlung darstellen. Wir schlagen vor, IQGAP3 im kolorektalen Karzinom zu untersuchen da: 1) seine Expression während der Herzentwicklung herunterreguliert und mit Zytokinesedefekten assoziiert ist; 2) IQGAP3 in proliferierenden Zellen der Kolonkrypten exprimiert und in kolorektalen Karzinomen hochreguliert ist; einer der häufigsten und tödlichsten Krebsarten. Um die Rolle von IQGAP3 bei Proliferation und Migration zu bestimmen, wird seine Funktion in Zelllinien moduliert, ein Zebrafisch-Xenotransplantatmodell verwendet und Lebendzellbildgebung durchgeführt. Vorläufige Daten stützen unsere Hypothese, und wir erwarten, dass unsere Forschung dazu beitragen wird, die Mechanismen des Zellzyklusarrestes in Kardiomyozyten besser zu verstehen und IQGAP3 als mögliches Ziel für Krebstherapien zu verifizieren.

Prof. Dr. med. Georg Häcker

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Die Rolle einer subletalen Aktivierung des Apoptosesystems bei der Tumorentstehung durch Infektionen und Entzündung

Viele Tumoren sind die Folge von Infektionen oder von chronischen Entzündungen. Wir glauben, dass wir einen Mechanismus identifiziert haben, durch den Infektionen und Entzündungen Mutationen im Genom hervorrufen und menschliche Zellen zur Tumorentstehung prädisponieren. Vor einigen Jahren wurde gezeigt, dass das zelleigene Apoptosesystem, dessen Aufgabe es ist, die Zelle zu töten, bei „subletaler“ Aktivierung in der Lage ist, permanente Mutationen ins Genom einzuführen. Wir konnten zeigen, dass sowohl Pathogene (Viren, Bakterien, ein Parasit) als auch Entzündungsmediatoren (TNF, Interferon, reaktiver Sauerstoff) zur subletalen Aktivierung des Apoptosesystems führen und durch die DNAse CAD DNA-Schäden auslösen können. Hier wollen wir die Hypothese weiter testen, dass diese subletalen Apoptosesignale zur Tumorentstehung beitragen. Wir haben in vitro Testsysteme etabliert, die Mutationen und onkogene Transformation detektieren können. Wir haben darüber hinaus Mausmodelle, die eine infektions-/entzündungsassoziierte Tumorentstehung und ihre Abhängigkeit von CAD bzw. vom Apoptosesystem testen können. Der Nachweis dieses Zusammenhangs könnte eine gezielte Tumorprävention ermöglichen.

Prof. Dr. rer. nat. Axel Hillmer

Institut für Pathologie
Universität zu Köln

Räumlich-transkriptomische und funktionelle Analyse der Interaktion von Tumorzellen und cancer associated fibroblasts (CAFs) bei Adenokarzinomen des Ösophagus

Die 5-Jahres-Überlebensrate von operablen Adenokarzinomen des Ösophagus (EAC) beträgt nur etwa 50% (1,2). Subpopulationen von Karzinom-assoziierten-Fibroblasten (CAFs) sind ein wichtiger Bestandteil des tumor microenvironment (TME) und tragen durch räumlich begrenzte Interaktion mit den Karzinomzellen zur metastatischen Ausbreitung und Therapieresistenz des Tumors bei (3–6). Unter Verwendung der neuen spatial transcriptomics-Technologie möchten wir das TME von EAC transkriptomisch analysieren, um die räumliche Heterogenität des TME darzustellen und Nachbarschaftsbeziehung von Zellpopulationen aufzudecken. Wir werden diese entscheidenden Interaktionen mittels hochauflösender Multiplextechnology (Hyperion, Fluidigm) validieren. Identifizierte, distinkte CAF-Populationen sollen isoliert und mit Karzinomzellen co-kultiviert werden, um Interaktionen durch funktionelle Analysen aufzuklären. Anhand eines klinisch annotierten EAC tissue microarray mit 900 Tumoren wollen wir anschließend eine prognostische Relevanz ableiten. Mit unserer Arbeit sollen neue Erkenntnisse zur räumlichen Interaktion von EAC und TME erlangt werden, um neue therapeutische Ziele zu identifizieren.

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Iftner

Publikation:   doi: 10.1002/cpz1.29

Neue Interaktionen der onkogenen Proteine E6 und E7 der Humanen Papillomviren – Funktion in der Tumorigenese und molekulare Komplexcharakterisierung für neue Therapieansätze

Es gibt über 200 Typen der humanen Papillomviren (HPV). Eine Infektion mit sogenannten Hochrisiko-Typen kann zur Tumorbildung führen. Die onkogenen Virusproteine E6 und E7 rekrutieren gezielt zelluläre Proteine und induzieren so die Zellentartung. Das Interaktom von E6 und E7 mit zellulären Proteinen ist extensiv erforscht. Dabei wurden bisher E6 und E7 vorrangig separat betrachtet. Wir haben entdeckt, dass E6 direkt mit E7 interagiert. Das Forschungsvorhaben soll nun diese Interaktionen hinsichtlich Komplexbildung und –funktion, sowie als neuen Therapieansatz charakterisieren. Dabei wollen wir: (I) einen phylogenetischen Zusammenhang der Interaktionen innerhalb der Papillomviren analysieren (zellbasierte Interaktionsanalysen) (II) den Einfluss der Interaktion auf Zellimmortalisierung und dem bekannten Interaktom erforschen (Proteomik) (III) den Komplex molekular und strukturell charakterisieren (biophysikalische Analyse) Die zu erwartenden Ergebnisse des Projektes liefern neue Informationen zum Verständnis der HPV-induzierten Tumorigenese. Die Kenntnis zu molekularen Grundlagen erlaubt ein Wirkstoffdesign zur therapeutischen Behandlung von HPV-assoziierten Krebsstufen.

Dr. rer. nat. Peter Jung

DKTK Partnerstandort München
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Optimierung der kombinierten Signalwegs-Blockade nach ex vivo Resistenz-Modellierung im Kontext der Irinotecan-basierten Chemotherapie am kolorektalen Karzinom

Trotz verbesserter Prognose durch zielgenaue Therapieansätze kommt es bei kolorektalen Karzinom (KRK) Patienten häufig zum Wiederauftreten der Erkrankung (Rezidiv). Klinisch problematisch ist hier das Überdauern von chemotoleranten Krebszellen, welche den Zelltod umgehen und so ein Reservoir für weitere krebsfördernde Mutationen bilden. Anhand unserer Daten zeigen chromosomal instabile KRKs in Form von Patienten-abgeleiteten Tumor Organoiden (PDTOs) nach Adaptation (= ausbleibender Zelltod) an Anti-EGFR-Antikörper plus FOLFIRI eine erhöhte Aktivität des c-MYC Genexpressions-Programms, ein erhöhtes Telomerase Level, sowie eine Sensitivierung gegenüber Inhibition des G2/M Kontrollpunkt-Proteins Aurora Kinase A (AURKA). Wir untersuchen Inhibitoren, welche sich gegen AURKA und dessen Substrat RPS6KB1 richten, auf ihre Fähigkeit, eine apoptotische Sensitivierung von FOLFIRI+Cmab toleranten PDTO Zellen zu bewirken. Weiterhin soll analysiert werden, ob sich dieses apoptotische „Priming“ auch bei KRASmutierten KRK Zellen positiv auf die initiale FOLFIRI Behandlung auswirkt. Dazu sollen Kombinationen von AURKA, pan-HER, sowie MEK Inhibitoren an PDTOs und normalen Kolon Organoiden getestet werden. Ziel ist die Etablierung des Konzepts der ko-klinischen Modellierung von Behandlungs-Strategien gerichtet gegen das chromosomal instabile KRK.

Prof. Dr. med. Christoph Kahlert

Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
Technische Universität Dresden

Der Einfluss der epithelialen-mesenchymalen Transition (EMT) auf die Exosomen-vermittelte Metastasierungskaskade beim Pankreaskarzinom

Das Pankreaskarzinom (PDAC) bildet häufig Organmetastasen aus. Hierbei spielt die epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) ein wichtige Rolle. Zudem führt die EMT zu einer Aktivierung des stromalen Wirtsgewebes. Diese reziproke Wechselwirkung ist ein weiteres zentrales Merkmal der Tumorprogression. Hierbei sind auch Exosome beteiligt. Bei Exosomen handelt es sich um Mikrovesikel mit einer Größe von ca. 50-150 nm. Über Exosome können Tumorzellen und Fibroblasten Nukleinsäuren und Proteine austauschen und dadurch das Metastasierungspotential steigern. Die Grundhypothese des Antrages lautet, dass die EMT die wechselseitige, Exosomen-gesteuerte Interaktion erhöht und die Metastasierung beim Pankreaskarzinom fördert. In Ziel 1 soll mit Hilfe von in-vitro und von Patienten abgeleiteten Modellen untersucht werden, inwiefern die EMT die Aktivierung des umliegenden Wirtsgewebes durch Tumorexosome steigert. Ziel 2 soll klären, ob durch eine zielgerichtete Hemmung von Zielgenen der EMT die Exosomen-vermittelte Aktivierung des Tumormikromilieus beeinflusst wird. In Ziel 3 werden EMT-assoziierte Exosomenmarker als Biomarker für die Diagnostik und Therapieentscheidung evaluiert.

Dr. rer. nat. Svetlana Karakhanova

Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie
Universität Heidelberg

Sulforaphan-vermittelte Inhibierung der B7-H1 immunregulatorischen Moleküle verbessert Immunantwort im Pankreaskarzinom

Das duktale Pankreasadenokarzinom ist eine der tödlichsten Krebsarten mit geringen therapeutischen Optionen wegen seiner ausgeprägten Therapieresistenz und immunsuppressiven Umgebung. Das Isothiocyanat Sulforaphan, das in hohen Konzentrationen in Brokkoli zu finden ist, gilt als vielversprechende zukünftige KoBehandlungsmöglichkeit, weil es das Pankreaskarzinom nachweislich für Chemotherapeutika sensibilisieren kann. Die immunmodulatorischen Eigenschaften von Sulforaphan im Pankreaskarzinom sind aber noch nicht erforscht. Könnte Sulforaphan auch gegen immunsuppressive Umgebung im Pankreaskarzinom angehen? Unsere Vorarbeiten zeigen, dass Sulforaphan-behandelte humane dendritische Zellen die oberflächliche Expression von immunregulatorischen Molekülen, einschließlich des B7- H1 Moleküls, nach unten regulieren, was Einfluss auf die Lymphozytenstimulation hat. Die Sulforaphan-Behandlung von Pankreaskarzinomzellen vermindert auch die Expression des „Checkpoint“ Moleküls B7-H1, was zu einer geschwächten Tumorzellsuppression und einer verbesserten Proliferation von Lymphozyten führt. Mit Hilfe von spezifischen Inhibitoren, Western Blot und mikro RNA (miRNA) Array ist es uns gelungen, die ersten Signalweg- und miRNA- Kandidaten zu identifizieren, die für diese Sulforaphan Effekte verantwortlich sein könnten. Die Immun-Checkpoint Moleküle spielen bei der anti-Tumor Immunantwort eine entscheidende Rolle, wie es bereits im vergangenen Jahr durch die Nobelpreisverleihung hervorgehoben wurde. Ein Sulforaphan-Einfluss auf solche Moleküle könnte weitreichende Konsequenzen für die anderen Immunzellsubpopulationen und insgesamt für die anti-Tumor Immunantwort im Pankreaskarzinom haben. Unsere Hypothese ist, dass Sulforaphan durch Herunterregulieren von regulatorischen B7-H1 Molekülen, das Suppressionspotential der Zellen und die suppressive Umgebung im Pankreaskarzinom angreift und dadurch auch die Immunabwehr verbessen könnte. Diese Hypothese werden wir in primären menschlichen Immunregulatorischen- und Bauchspeicheldrüsenkrebszellen, durch immunologische, molekulare, histologische, Hochdurchsatz- und bioinformatische Methoden prüfen, um damit zukünftige Ernährungsstrategien bei der Ko-Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs zu begründen.

Prof. Dr. med. Ulrich Keller

Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Synthetische Letalität – Ein Konzept zur Therapie eines aggressiven Pankreaskarzinom Subtyps

Das Pankreaskarzinom bleibt bei zunehmender Inzidenz und gleichbleibend schlechter Prognose ein klinisch hochrelevantes Problem. Zielgerichtete Therapien sind bisher nicht etabliert. Konservative Chemotherapien sind bei Ansprechraten von maximal 30% nicht zufriedenstellend. Die Arbeiten der ersten Förderperiode zeigen in großen Patientenkollektiven die Existenz eines Pankreaskarzinomsubtyps mit Koaktivierung des MYC Netzwerkes und der SUMOylierungsmaschinerie. Dieser Pankreaskarziomsubtyp ist sensitiv auf eine Inhibition der SUMOylierung. Unsere Daten lassen aber auch den Schluss zu, dass eine alleinige Hemmung des SUMO Signalwegs nicht ausreichen wird um einen klinischen Durchbruch zu erzielen. Konsequenterweise soll daher in der zweiten Förderperiode eine SUMO Inhibition-basierte Kombinationstherapie entwickelt und deren molekulare Wirkweise untersucht werden. Die entwickelte Kombinationstherapie soll in prädiktiven Pankreaskarzinommodellen getestet werden. Wir verfolgen zudem Hinweise, dass eine Subgruppe von Patienten durch einen Verlust der DeSUMOylase SENP6 charakterisiert ist, und dass eine dadurch bedingte HyperSUMOylierung für PARP Inhibition sensibilisiert.

Prof. Dr. rer. nat. Gisela Keller

Institut für Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie
Technische Universität München (TUM)

Charakterisierung alternativer Formen der Mikrosatelliteninstabilität im Magenkarzinom

Eine hochgradige Mikrosatelliteninstabilität (MSI-H) tritt in ca. 10% der Magenkarzinome auf und beruht auf Defekten in DNA-Mismatch-Reparaturgenen. Eine niedriggradige MSI (MSI-L) tritt in 4-20% der Tumoren auf. Die Ursache hierfür ist unklar. In der Analyse von 760 Magenkarzinomen zeigten wir für MSI-L eine prognostische und eine prädiktive Relevanz. Eine weitere Form der MSI, die an Tetranukleotid-Repeats (EMAST) auftritt, war in Vorarbeiten in 13/50 (26%) Tumoren nachweisbar. In der Literatur liegen für das Magenkarzinom hierzu keine Daten vor. Ziel des Projektes ist es, die prognostische und prädiktive Relevanz dieser alternativen Formen der MSI zu charakterisieren und zu validieren. Mit der Next Generation Sequencing Technologie soll ein genetisches Profil von MSI-L und EMAST Tumoren einschließlich der Mutationslast erstellt werden. Expressionsanalysen und eine morphologisch, immunologisch basierte Analyse des Tumormikroenvironments ergänzen die Untersuchungen. In einem Folgeprojekt sind Untersuchungen zum molekularen Hintergrund der MSI Phänotypen geplant und unsere Arbeiten sollen zu einem besseren Verständnis dieser Alterationen und deren klinischer Relevanz beitragen.

Dr. med. dent. Christian Knipfer

Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Universität Hamburg

Entwicklung einer nicht-invasiven, Raman-spektroskopie basierten Biopsie zur Früherkennung von Karzinomen der Mundhöhle mittels künstlicher Intelligenz

Die Früherkennung von Karzinomen der Mundhöhle ist eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Tumortherapie und entscheidend für das Überleben betroffener Patienten. Doch gerade die frühe Erkennung von Tumoren der Mundhöhle im klinischen Alltag ist fehleranfällig und führt meist zu einer Latenz in der Diagnosestellung. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines optischen, berührungslosen Diagnosesystems für die nicht-invasive Biopsie des oralen Plattenepithelkarzinomes und dessen Vorläuferläsionen. Im klinischen Alltag kann durch die vorgeschlagene Methodik eine objektive Grundlage für die frühzeitige Erkennung von Tumoren der Mundhöhle realisiert werden. Eine in vivo Datenbank spektraler Parameter (chair side / direkt am Patienten) soll nach den im vorangegangenem Projektabschnitt erfolgten erfolgreichen ex vivo Untersuchungen an Gewebeproben generiert werden. Auf Basis dieser optische Biomarker soll durch statistische Modellierung und Analyse der Datenpakete mittels maschineller Lernverfahren (Deep Learning / Neuronale Netzwerke / Künstliche Intelligenz) eine standardisierte, vollautomatische Beurteilung der verdächtigen Läsionen etabliert werden. Die bisher bestehende diagnostische Lücke zwischen der subjektiven Beurteilung durch den Arzt und der chirurgischen Probengewinnung mit dem Goldstandard der histo-pathologischen Gewebeaufarbeitung kann so – durch objektive Parameter gestützt – geschlossen werden. Die Latenz in Diagnosestellung und somit Therapieeinleitung wird mit dem Ziel der Verringerung der Sterblichkeit der betroffenen Patienten verkürzt.

Dr. rer. nat. Christopher Kurz

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Dosisakkumulation für bewegliche Ziel- und Risikoorgane in der MRT-geführten online adaptiven Strahlentherapie

Eine weitaus präzisere Behandlung von Krebspatienten in der Radioonkologie wird durch die Magnetresonanztomographie (MRT)-geführte online adaptive Strahlentherapie ermöglicht. Hierbei wird die applizierte Dosis bei jeder einzelnen Behandlungsfraktion an die tagesaktuelle Patientenanatomie, wie auf dem in-room MRT zu sehen, angepasst. Zum heutigen Zeitpunkt erfolgt jedoch keine Erfassung der tatsächlich im Verlauf der Behandlung applizierten akkumulierten Dosis, welche jedoch für die Interpretation von Behandlungserfolgen und möglichen Nebenwirkungen essentiell ist. Im Rahmen dieses Projektes sollen daher Methoden und Werkzeuge für eine akkurate Dosisakkumulation in der MRT-geführten Strahlentherapie entwickelt werden. Als Mustererkrankung dient das Prostatakarzinom. Um eine genaue Dosisakkumulation zu ermöglichen, sollen zunächst Ziel- und Risikostrukturen automatisch mit Hilfe tiefer neuronaler Netzwerke segmentiert werden. Die Akkumulation der Dosis soll entweder über deformierbare Bildregistrierung oder spezielle Organmodelle erfolgen. Schließlich werden potenzielle klinische Benefits durch Berücksichtigung der akkumulierten Dosis in der täglichen Behandlungsadaption untersucht.

Prof. Dr. rer. nat. Bernhard Lüscher

Institut für Biochemie und Molekularbiologie
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Wechselwirkung der transformierenden Proteine E6 und E7 humaner Papillomviren mit Interferon-regulierten mono-ADP-Ribosyltransferasen

Humane Papillomaviren (HPV) sind mit Cervixkarzinomen und Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereichs assoziiert. Die wesentlichen transformierenden Proteine der HPVs sind E6 und E7, die multiple zelluläre Interaktionspartner besitzen. Zentral sind dabei die Wechselwirkungen von E6 mit dem Tumorsuppressor p53 und von E7 mit dem Tumorsuppressor RB. Unsere Vorarbeiten weisen auf eine Verbindung von ADPRibosyltransferasen (ARTDs oder PARPs) in der Wirt-Virus-Interaktion hin, da z.B. mehrere ARTD-Gene durch Interferone (IFN) induzierbar sind. ARTDs sind Enzyme, die ADP-Ribose von NAD+ auf Substrate übertragen. PARP1-Inhibitoren werden in der Tumortherapie eingesetzt und wirken synthetisch letal zusammen mit Defekten in der DNADoppelstrangbruchreparatur durch homologe Rekombination. In diesem Projekt soll die Interaktion von E6 und E7 mit ARTDs untersucht werden. E7-Proteine werden durch IFNinduzierbare ARTDs mono-ADP-ribosyliert, während E6-Proteine diese Enzyme inhibieren können. Wir wollen deshalb verstehen, welche funktionellen Konsequenzen die Modifikation von E7 hat und welche Bedeutung der Inhibition der ARTDs durch E6 in der Zellproliferationskontrolle zukommt.

PD Dr. rer. physiol. Dirk M. Nettelbeck

Klinische Kooperationseinheit Virotherapie (F230), Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT),
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Immunvirotherapie Gastrointestinaler Tumore basierend auf neuen Adenovirus Serotypen mit höherer onkolytischer und immunstimulierender Wirksamkeit

Onkolytischen Adenoviren (OAds) sind Krebstherapeutika, die Tumorzellen durch selektive Infektion und Vermehrung zerstören und dabei antitumorale Immunantworten auslösen. Ziel des Projektes ist es, eine neue Generation Effizienz-verbesserter OAds zu entwickeln, die für effektive Therapien, insbesondere auch bei häufigeren Tumoren, benötigt werden. Die OAd-Forschung und Entwicklung hat sich bisher nahezu ausschließlich auf einen der inzwischen >100 bekannten Ad-Serotypen konzentriert. In diesem Projekt soll nun erstmals eine umfassende Ad-Serotypen-Bibliothek systematisch untersucht werden, um Serotypen zu identifizieren, die besonders effektive Onkolyse- und Immuneigenschaften besitzen. Dazu werden wir Patienten-abgeleiteten Modelle gastrointestinaler Tumore in vitro und in vivo sowie humane Immunzellen einsetzen. Eine neue Methode zur direkten, sequenzunabhängigen Modifikation adenoviraler Genome ermöglicht es uns im nächsten Schritt, aus den selektierten wildtypischen Ad-Serotypen eine neue Generation tumor-spezifischer OAds zu entwickeln. Diese werden wir mit einem therapeutischen Antikörpergen ausstatten und ihre Wirksamkeit in den kliniknahen Tumormodellen charakterisieren.

Genitaltrakt, männlich

Prof. Dr. sc. hum. Matthias Eder

DKTK-Partnerstandort Freiburg
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Intratumorale Heterogenität des Prostatakarzinoms: Entwicklung neuer nuklearmedizinischer Behandlungskonzepte

Die Therapie des metastasierten und hormonrefraktären Prostatakarzinoms stellt eine große klinische Herausforderung dar und Therapieoptionen sind für betroffene Patienten sehr limitiert. Durch die Entwicklung von radioaktiv markierten Inhibitoren des Prostataspezifischen Membranantigens (PSMA) konnte in den letzten Jahren eine vielversprechende neue Therapieform für das metastasierte und hormonrefraktäre Prostatakarzinom klinisch erprobt werden. Trotz überzeugender Erfolge in der klinischen Phase II schmälert jedoch die bekannte Heterogenität des Prostatakarzinoms den langfristigen nuklearmedizinischen Behandlungserfolg. PSMA ist zwar in ca. 90% aller Prostatakarzinome überexprimiert, allerdings wird häufig von einer intratumoralen Heterogenität berichtet. Aufgrund dieser Heterogenität der behandelten Läsionen ist nach initial erfolgreicher Therapie mit Rezidiven zu rechnen. Diese klinische Situation ist Ausgangspunkt des geplanten Projekts. Im Rahmen des Vorhabens werden Radiopharmaka gegen neue Zielstrukturen identifiziert und präklinisch erprobt. Über die beantragten Ansätze ergeben sich neue Diagnoseverfahren und potentiell neue Therapieoptionen im Rahmen eines theranostischen nuklearmedizinischen Konzeptes.

Prof. Dr. rer. nat. Daniel Nettersheim

Medizinisches Forschungszentrum 1 - Urologisches Forschungslabor
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Die molekularbiologische Untersuchung der Keimzelltumor-Mikromilieu-Interaktion zur Identifikation von Cisplatin-Resistenzfaktoren

Testikuläre Keimzelltumoren (KZT) stellen die häufigsten Tumoren junger Männer im Alter von 17-45 Jahren dar. Trotz hoher Heilungsraten entwickeln bis zu 30% der Pateinten eine Resistenz gegenüber der Cisplatin-basierten Standardtherapie. Diese Resistenzentwicklung ist in der Regel erst nach Metastasierung der KZTs entlang der Körpermittelachse zu beobachten, also außerhalb des ursprünglichen Mikromilieus des Hodens. Am Ansiedlungsort werden KZTs mit verschiedenen Mikromilieu-Komponenten, wie Fibroblasten, Endothel- und Immunzellen konfrontiert. Wir vermuten, dass diese Mikromilieuzellen die Ausbildung einer Cisplatin-Resistenz begünstigen. Daher soll die Interaktion von KZT-Zellen mit Stroma- / Immunzellen in einem 3D-Co-Kulturmodel nachgestellt werden und dessen Einfluss auf die Cisplatin-Sensitivität von KZT-Zellen untersucht werden. Diese Studie wird wichtige Erkenntnisse zu der Interaktion von KZT- mit Mikromilieuzellen liefern und zeigen, durch welche Faktoren die Ausbildung einer Cisplatin-Resistenz begünstigt wird. Ebenso stellen die identifizierten Resistenzfaktoren Ziele einer möglichen neuen Therapie dar.

Genitaltrakt, weiblich

Prof. Dr. med. Matthias Dobbelstein

Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB)
Georg-August-Universität Göttingen

Carboplatin in Kombination mit HSP90-Inhibitoren zur Elimination maligner Zellen des Ovarialkarzinoms

Bei der Chemotherapie des Ovarialkarzinoms ist Carboplatin meist nur initial wirksam. Zur Verbesserung haben wir Carboplatin mit einem Inhibitor des Heat Shock Protein 90 (HSP90), Ganetespib, kombiniert und eine ausgeprägte synergistische Wirkung beobachtet. Ganetespib führt zum Abbau des Fanconi-Anemia-Reparatur-Apparats (FANC), so dass die Carboplatin-induzierten DNA-Interstrand Crosslinks (ICLs) nicht mehr beseitigt werden. Auf dieser Grundlage wird die Kombination nun in einer multizentrischen Phase II-Studie NCT03783949 evaluiert. Wir wollen nun möglichst frühzeitidiejenigen Tumore identifizieren, die auf diese Therapie ansprechen, insbesondere durch direkt kultivierte Tumorzellen. Ein Dutzend solcher Präparationen lebender Tumorzellen haben wir bereits gewonnen. Sie zeigen erhebliche Unterschiede im Ansprechen auf Ganetespib und Carboplatin. Zudem planen wir, die ICL-Induktion mit FANC-Inhibition weiter zu optimieren, u. a. durch Anwendung verwandter Wirkstoffe mit unterschiedlicher Spezifität. So möchten wir den gezielten Einsatz der neuen Kombinationsbehandlung ermöglichen und parallel die Grundlagen für ihre weitere Verbesserung schaffen.

Dr. rer. nat. Florian Finkernagel

Zentrum für Tumor- und Immunbiologie (ZTI)
Philipps-Universität Marburg

Entschlüsselung des Proteinkinase-Signalnetzwerks in Ovarialkarzinomzellen

Das Ovarialkarzinom (OC) ist die häufigste gyn. Todesursache. Besonders ist die frühe peritoneale Metastasierung (Met.), geprägt durch eine Tumormikroumgebung (TMU) aus Tumorgewebe und Peritonealflüssigkeit (Aszites). Diese spielt, im Kontrast zu Effusionen anderer Krebserkrankungen, eine aktive Rolle bei der Met. und Immunoevasion. Wir haben ein umfangreiches Signalnetzwerk zwischen Tumor- und Immunzellen aufgedeckt und klinisch relevanter Mediatoren identifiziert. Unklar blieb, besonders im Hinblick auf die verlaufsbestimmende peritoneale Met., wie die durch Aszites ausgelösten Signale intrazellulär umgesetzt werden. Wir wollen diese Weiterleitungen in “high-grade” serösem OC aufklären. Alle potentiell relevanten Proteinkinasen wurden identifiziert. Mittels siRNA-Interferenz, RNAseq und etablierter Bioinformatik sollen ihr Signalnetzwerk entschlüsselt werden. Dieses Netzwerk wird mit klinisch relevanten Mediatoren im TMU verknüpft. Aufgrund des Charakters dieses Ansatzes gehen wir davon aus, dass neue therapeutisch relevante Zielproteine entdeckt werden. Da Proteinkinasen pharmalogisch effizient hemmbar sind, wäre der Grundstein zur Entwicklung verbesserter Therapeutika gelegt.

Prof. Dr. rer. nat. Karin Hoppe-Seyler

Molekulare Therapie virusassozierter Tumore (F065)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Repression der STAT3-Expression in HPV-positiven Tumorzellen

Die Arbeitsgruppe der Antragstellerin hat kürzlich entdeckt, dass Eisenchelatoren, wie Ciclopirox (CPX), die HPV-Onkogenexpression hemmen und in HPV-positiven Tumorzellen Apoptose induzieren. Sie besitzen daher möglicherweise Potential für die Therapie HPVpositiver Tumore. Vorarbeiten der Antragstellerin ergaben, dass zu den am stärksten durch CPX reprimierten Faktoren das anti-apoptotische STAT3-Protein gehört, welches als eine wichtige therapeutische Zielstruktur für viele Tumorentitäten gilt. Mechanistisch führt CPX zu einer Destabilisierung des STAT3-Proteins - was unter therapeutischen Gesichtspunkten den interessanten Vorteil besitzen könnte, die vielfältigen pro-tumorigenen STAT3-Aktivitäten gemeinsam zu hemmen. Das Arbeitsprogramm untersucht: (1) Mechanismen der CPX-induzierten Apoptose in Zervixkarzinomzellen und die Rolle von STAT3 bei diesem Prozeß, (2) Wechselwirkungen zwischen den HPV-Onkogenen und STAT3 und (3) die Effekte von CPX auf die STAT3-Expression in weiteren Zellmodellen. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist es, eine Basis für die Entwicklung neuer Therapieansätze für HPV-positive Tumore - und möglicherweise auch weiterer Tumorentitäten - zu schaffen.

Dr. sc. nat. Francis Jacob

Department Biomedizin
Universität Basel

Der Einfluss von Glykosphingolipiden auf molekulare und zelluläre Wirkmechanismen beim metastasierenden Ovarialkarzinom

Fundierte Beweise belegen, dass der Eierstockkrebs durch den reversiblen Übergang von epithelialen in mesenchymale Krebszellen (EMT) zur Metastasierung und Chemotherapieresistenz beiträgt. Weder ein gezielter Angriff auf krankheitstreibende mesenchymale, noch eine Überführung dieser in epitheliale Tumorzellen (MET) führten bisher zum Erfolg. Unsere Arbeit schlägt die im Zusammenhang mit EMT bisher wenig beachtete Molekülklasse der Glykosphingolipide (GSLs) vor. Außerdem korreliert die Expression der GSLs mit einem tumorspezifischen EMT Muster (z.B. E-cadherin ~ Globosides). Unter zu Hilfenahme der CRISPR-Cas9 Technologie können wir dies auch beweisen, indem wir das Gen ST8SIA1 mutieren und mesenchymale in epitheliale Krebszellen überführen (MET). Des Weiteren deuten Phospho-proteomische Daten auf eine GSL-spezifische HER2/Kalzium-Signaltransduktionskaskade hin – Ergebnisse, welche wir aktuell funktionell und translational mittels MALDI Imaging und Tissue Microarray untermauern. In diesem Fortsetzungsgesuch möchten wir diese Erkenntnisse weiter vertiefen und den GSL-basierten EMT entschlüsseln, um potenziell therapeutische Epitope („Targets“) weiter zu eruieren.

Haut + malignes Melanom

Prof. Dr. rer. nat. Charlotte Esser

IUF – Leibniz-Institut für umwelt­medizinische Forschung
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Etablierung eines γδT—Zell-kompetenten Hautäquivalents: zur Rolle der γδT Zellen in der Haut bei UV Bestrahlung

Der weiße Hautkrebs ist der häufigste Tumor weltweit. 3D-Hautmodelle sind in diesem Zusammenhang ein wichtiges Forschungsinstrument, um Mechanismen zu untersuchen, auch für therapeutische Ansätze. In der Haut existieren verschiedene Wege, um Tumorzellen zu eliminieren, die z.B. durch UV-Bestrahlung entstehen. Hierzu gehören die Enzyme der DNA-Reparatur, sowie Tumorsuppressorgene wie p53, die Keratinozyten in Apoptose gehen lassen, wenn DNA-Schäden zu groß werden. Bisher ganz unzureichend erforscht sind allerdings lokal vorhandene Zellen des angeborenen Immunsystems, die entartete Zellen erkennen und abtöten können. In der humanen Haut sind dies insbesondere Vδ1 γδ T Zellen. Es gibt jedoch keine 3D- Hautmodelle, in denen solche γδ T Zellen integriert sind. Mit dem vorliegenden Antrag wollen wir diese Lücke schließen und auf der Basis unseres Langzeit-Hautäquivalents erstmals ein γδ T Zell-kompetentes Hautmodell generieren. Das Modell soll dann dazu verwendet werden, um die anti-tumorigene Potenz von γδ T Zellen im Gewebeverband der Haut zu analysieren und die Frage zu beantworten, welche Rolle der Arylhydrokarbonrezeptor, einem Sensor für UV-Lichtstress, hierbei hat.

Prof. Dr. rer. nat. Dr. sc. Edgar Serfling

Lehrstuhl für Allgemeine Pathologie und pathologische Anatomie
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Das Calcineurin/NFAT-Netzwerk als Werkzeug für Tumor- Immuntherapien

Das CN/NFAT (Calcineurin/Nuclear Factor of Activated T Cell) Netzwerk kontrolliert die Aktivität des Immunsystems und spielt eine wichtige Rolle bei der Tumor-Abwehr. CN de-phosphoryliert zytosolische NFAT-Faktoren, induziert dadurch ihren Kerntransport, ihre DNA-Bindung und transkriptionelle Aktivität. Die Inspektion menschlicher Melanome zeigte die ausschließliche Lokalisierung der NFAT-Faktoren im Zytoplasma Tumor-infiltrierender T-Zellen (TILs), während die Aktivität einer konstitutiv aktiven (ka) Version von CN in T-Zellen die Entstehung muriner Tumore hemmte. Entsprechend dieser Befunde über eine wichtige Rolle von CN/NFAT-Signalen beim Tumorwachstum nehmen wir an, dass die Überexpression einer ka-Version von CN, allein oder zusammen mit NFATc1, die ‚Fitness‘ von CD8+T-Zellen und ihre Aktivität gegenüber Tumoren verstärkt. Um diese Hypothese in einem Tiermodell zu überprüfen, planen wir, ka-Versionen von CN, allein oder zusammen mit NFATc1, in CD8+T-Zellen zu über-exprimieren und diese nach adoptivem Transfer in Mäusen hinsichtlich ihrer Anti-Tumoraktivität zu testen. Wir erwarten, dadurch einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung von Immuntherapien zur Behandlung von Tumoren des Menschen leisten zu können.

Prof. Dr. med. Andrea Tüttenberg

Hautklinik und Poliklinik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

GARP: regulatorisches Schlüsselmolekül im Tumormikromilieu und neues Target zur Tumorimmuntherapie

Das maligne Melanom gehört zu den bösartigsten Tumoren weltweit mit zunehmender Inzidenz. In frühen Stadien werden durch operative Verfahren Heilungsraten >80% erreicht. Im Falle einer Metastasierung sinkt die Überlebenswahrscheinlichkeit dramatisch. In den letzten Jahren erlangten verschiedene immuntherapeutische Ansätze (anti-CTLA-4, anti-PD-1 Antikörper) sowie zielgerichtete Therapien (BRAF/MEK-Inhibitoren) eine zunehmende klinische Bedeutung. Die aktive Suppression der immunologischen Abwehr in Tumorpatienten durch ein inhibitorisches Tumormikromilieu limitiert immuntherapeutische Strategien in ihrer Wirksamkeit. Ziel vieler Studien ist daher die Charakterisierung neuer regulatorischer Moleküle und Signalwege humaner Tumorzellen und ihrer Bedeutung für das Tumormikromilieu, um neue Biomarker sowie Zielstrukturen für immuntherapeutische Ansätze zu identifizieren. In der vorangegangenen Antragsperiode haben wir GARP, seine Regulation und seine Bedeutung für maligne Tumoren wie das Maligne Melanom und das Glioblastom genauer beleuchtet und seine Bedeutung als Biomarker sowie als mögliches Target für eine (Antikörper-basierte) Tumortherapie untersucht.

Immunsystem + Hämatopoese

Dr. rer. nat. Michael Aigner

Medizinische Klinik 5
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Adoptive Immuntherapie mit SARS-CoV-2 spezifischen T-Zellen bei Patienten nach allogener Stammzell-Transplantation

Die durch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 verursachte Erkrankung COVID-19 verursacht aktuell eine Pandemie mit tausenden Erkrankten und einer Letalität von ca. 0,5-10%. Insbesondere ältere und vorerkrankte Menschen sind einer hohen Gefahr durch dieses Virus ausgesetzt und versterben häufig an der dadurch verursachten Lungenentzündung. Unser Immunsystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Bekämpfung von und dem Schutz vor derartigen Virusinfektionen. Daher sind insbesondere Patienten nach allogener Stammzelltransplantation durch dieses Virus bedroht. Ziel dieses Antrags ist es, die spezifische T-Zell Antwort gegen SARS-CoV-2 zu charakterisieren und die Generierung SARS-CoV-2 spezifischer T-Lymphozyten für einen adoptiven Transfer bei Patienten nach allogener Stammzelltransplantation zu etablieren.

PD Dr. rer. nat. habil. med. Hanna-Mari Baldauf

Max von Pettenkofer-Institut für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Targeting SAMHD1 for degradation to enhance Ara-C cytotoxicity in AML cells

2017 konnten wir SAMHD1 als potenten Biomarker für die Cytarabin Antwort in Patienten mit AML identifizieren. Innerhalb dieser Studie konnten wir nachweisen, dass die Behandlung von AML-Zelllinien und primären AML-Blasten mit Virus-ähnlichen Partikeln (VLPs), in die SAMHD1-interagierende Vpx Proteine des Makaken 251 Affen-Immundefizienzvirus inkorporiert waren, die Ara-C-Zytotoxizität bis zu 100-fach erhöht. Im bisher geförderten Projekt haben wir einen in vitro SAMHD1 Degradationsassay etabliert und validiert, mit dem wir bereits bakteriell hergestelltes Vpx in seiner Funktion testen konnten. Wildtyp 3xflag-Vpx-VLP als auch CPP (cell penetrating peptides)-vermittelte Aufnahme eines 67 Aminosäure Vpx-Fragmentes führten ebenfalls zu einer SAMHD1 Degradation als auch zusätzlich zu einer Steigerung der Ara-C Chemotoxizität. Eine weitere Struktur-basierte Reduktion der Aminosäuren ergab, dass alle drei Helices von Vpx vorhanden sein müssen, um SAMHD1 zu degradieren. Basierend darauf möchten wir im Folgeantrag rekombinantes, in Säugertierzellen hergestelltes Vpx in Liposome sowie drug-Liposome als auch nanoMOFs verpacken und parallel mit den bereits etablierten VLPs als auch CPPs anwenden, um so den Einfluss auf die Zytotoxizität von Ara-C als auch Decitabine auf AML-Zelllinien als auch Blasten von AML-Patienten auszutesten. Zusammengefasst wird diese Studie die Entwicklung von optimierten Peptid- oder lentiviralen Protein-basierten Verfahren unterstützen mit dem Ziel, neue Ara-C- und Decitabine-basierte therapeutische Optionen für AML-Patienten mit hoher Blasten-assoziierter SAMHD1-Expression zu eröffnen.

Dr. rer. nat. Wibke Bayer

Institut für Virologie
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Identifikation von immunsuppressiven Sequenzen in retroviralen Hüllproteinen und Analyse ihres Einflusses auf Tumor-Entstehung und -Kontrolle

Während die Inzidenz von Immundefizienz-assoziierten Tumorerkrankungen in HIV-Infizierten auf Grund der sehr effektiven antiretroviralen Therapie stark zurückgegangen ist, haben sich nicht-AIDS definierende Tumorerkrankungen zu einer der Haupt-Todesursachen bei HIV-infizierten Patienten entwickelt, was unter anderem auf höhere Inzidenzen und aggressivere Verläufe zurückzuführen ist. Ein Faktor der hierfür verantwortlich sein kann ist die durch HIV induzierte Immunsuppression, die auch in der effektiven Therapie bei stabilen CD4+ T-Zell-Zahlen beobachtet wird. Eine wichtige Rolle bei der Induktion der Immunsuppression wird dem HIV-Hüllprotein (Env) zugesprochen, es handelt sich hierbei um eine konservierte Eigenschaft, die sich bei allen Retroviren findet. Diese immunsuppressiven Eigenschaften von retroviralen Env-Proteinen sollen in dem vorgeschlagenen Forschungsvorhaben charakterisiert, und an ihr beteiligte Protein-Sequenzen identifiziert werden. Erkenntnisse über die Mechanismen der Immunsuppression nach retroviraler Infektion und den Einfluss auf die Tumorkontrolle können wichtige Erkenntnisse für eine verbesserte Therapie von Tumor-Erkrankungen bei HIV-Patienten liefern.

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Blankenstein

Molekulare Immunologie und Gentherapie
Max-Delbrück-Centrum (MDC)

Einfluss der Bindung von Interferon-γ an die extrazelluläre Matrix auf Wirksamkeit und Toxizität des Zytokins

Interferon-γ (IFNγ) ist essentiell bei der Bekämpfung von Krankheitserregern und Tumoren. T-Zellen sezernieren IFNγ, das in hohen Konzentrationen toxisch ist. Hohe IFNγ-Konzentrationen dienen als Marker für Toxizität beim Zytokinfreisetzungssyndrom, welches bei der CD19-CAR-T-Zelltherapie hämatologischer Erkrankungen, nicht aber bei der Abstoßung solider Tumore auftritt. Aufgrund dieses Unterschieds vermuten wir, dass bei soliden Tumoren IFNγ im Gewebe zurückgehalten wird. Diese Annahme wird durch Sequenzanalysen gestützt. Während 450 Millionen Jahren Wirbeltierevolution ist IFNγ wenig konserviert, ein Motiv von positiv geladenen Aminosäuren (KRKR) ist jedoch hoch konserviert, was auf die Bedeutung des Motivs hindeutet. KRKR bindet negativ geladenes Heparansulfat (HS) im Bindegewebe, allerdings ist die biologische Funktion dieser Bindung unbekannt. Unsere vorläufigen Daten legen nahe, dass die KRKR Deletionsmutante im Vergleich zu WT-IFNγ höhere Serumspiegel erreicht. Das Ziel des vorliegenden Antrags ist es, die biologische Funktion des KRKR-Motivs zu untersuchen. Basierend auf den Vorexperimenten vermuten wir, dass die HS-Bindung systemische Toxizität von IFNγ verhindert.

Dr. med. Philipp Greif

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Veränderungen des Fettsäurestoffwechsels und pharmakologische Entgegenwirkung in ZBTB7A defizienter Leukämie

Tumorzellen haben oft einen veränderten Stoffwechsel, um sich ausreichend mit Energie für das unkontrollierte Wachstum zu versorgen. Der Transkriptionsfaktor ZBTB7A reguliert die Glykolyse und ist sowohl bei bestimmten Formen der akuten myeloischen Leukämie (AML) als auch bei verschiedenen soliden Tumoren mutiert. Vor kurzem konnten wir zeigen, dass ZBTB7A-Überexpression die klonale Expansion von humanen Blutvorläuferzellen unterdrückt. Weiterhin fanden wir, dass der Funktionsverlust von ZBTB7A in Leukämiezellen zu einer erhöhten Glucose-Abhängikeit und einer gesteigerten Empfindlichkeit gegenüber einem Hemmstoff der Glycolyse führt. Zuletzt haben wir beobachtet, dass ZBTB7A-Verlust auch den Fettstoffwechsel verändert und somit weitere therapeutische Angriffspunkte liefert. Daher werden wir nun die metabolische Inhibition von ZBTB7A- defizienten Leukämiezellen in Zellkultur- und Mausmodellen untersuchen. Transkriptionsprofile auf Einzelzellebene werden Einblicke in die Dynamik der zellulären Signalwege liefern. Weiterhin soll die Wechselwirkung zwischen Stoffwechsel und Differenzierung von Blutzellen untersucht werden.

Dr. med. Johann-Christoph Jann

III. Medizinische Klinik für Hämatologie und Onkologie - Universitätsklinikum Mannheim
Universität Heidelberg

Charakterisierung der Knochenmarknische myeloischer Neoplasien mittels „Single-cell Sequencing“ bei Patienten mit Myelodysplastischen Syndromen (MDS)

Die Knochenmarknische ist ein wichtiger Bestandteil in der Pathogenese Myelodyplastischer Syndrome (MDS) bei der Entstehung von hämatopoetischer Insuffizienz und leukämischer Transformation. Die Wechselwirkung von Nische und Hämatopoese stellt ein vielversprechendes Ziel für neue Therapiestrategien dar, weil damit gemeinsame Signalwege adressiert werden, die unabhängig von den vielen molekularen Aberrationen myeloischer Neoplasien sind. Single cell RNA-Sequencing erlaubt eine neu aufgelöste molekulare Charakterisierung der Subpopulationen der Knochenmarknische. Damit werden wir die primäre Knochenmarknische auf Einzelzellebene in Patienten mit MDS untersuchen. Gleichzeitig werden wir auch ein umfangreiches Panel an FACS-Epitopen bestimmen, dass es anschließend ermöglicht, krankheitsspezifische Nischenzellen prospektiv zu sortieren. In innovativen Xenotranplantationsexperimenten sollen diese funktionell näher charakterisiert werden. Mit umfangreichen Analysemethoden werden wir die Frage beantworten, welchen Beitrag diese Nischenzellen zur klonalen Progression, Stammzellerschöpfung und Differenzierungsstörung haben und für neue Therapieansätze weiterentwickeln.

Dr. rer. nat. Stefanie Verena Junk

Klinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Fall-Kontroll-Studie zur Risikobewertung konstitutioneller Varianten in 43 Kandidatengenen bei Zweitmalignomen nach Therapie pädiatrischer akuter lymphoblastischer Leukämie

Durch intensive Polychemotherapie können heute die meisten Kinder mit akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) geheilt werden, dennoch entwickeln bis zu 10% als Spätfolge der ALL-Therapie ein Zweitmalignom („secondary malignant neoplasm“, SMN) mit oft sehr schlechten Heilungschancen. Sowohl die Früherkennung der Patienten mit erhöhtem Risiko als auch ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Pathobiologie sind daher essentiell für die Entwicklung zukünftiger präventiver Strategien. Erste Forschungsergebnisse zeigen, dass bei der SMN-Entwicklung nach pädiatrischer ALL-Therapie erbliche Faktoren eine bedeutende Rolle spielen können. Wir möchten mit dem hier vorgeschlagenen Projekt dazu beitragen diese genetischen Faktoren besser zu charakterisieren. Der direkte Vergleich zu ALL-Patienten mit gleicher Therapie aber ohne SMN, erlaubt es diejenigen Faktoren herauszuarbeiten, die es ermöglichen die gefährdeten Patienten schon während der primären Therapie zu erkennen. Art und Lokalisierung der genetischen Varianten können Hinweise auf involvierte biologische Mechanismen liefern. Die gewonnenen Informationen möchten wir zur Entwicklung neuer und besserer therapeutischer Strategien nutzen.

Prof. Dr. med. Dietrich Kabelitz

Instituts für Immunologie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Modulation der Interaktion zwischen gamma/delta T-Zellen und Tumorzellen durch TLR7/8 und STING Liganden

γδ T-Zellen haben großes Potential für die zellbasierte Immuntherapie in der Krebsbehandlung, da sie eine Vielzahl von Tumorzellen abtöten können. Ziel des Vorhabens ist die Charakterisierung der Modulation der γδ T-Zell/Tumorzell-Interaktion durch Liganden für TLR7, TLR8 sowie für den zytoplasmatischen DNA Sensor STING (STimulator of INterferon Genes); Liganden für alle drei Rezeptoren sind in der Entwicklung als Adjuvantien für den klinischen Einsatz. Im Rahmen der bisherigen Förderung haben wir bereits den Einfluss der Liganden auf die Aktivierung von γδ T-Zellen untersucht sowie Experimente zur Modulation der Sensitivität von Tumorzellen gegenüber γδ T-Zell Lyse durchgeführt. Diese müssen jedoch noch an größeren Serien verifiziert und mechanistisch weiter untersucht werden. Ferner soll der Einfluss der Liganden auf die reziproke Interaktion zwischen γδ T-Zellen und Tumorzellen untersucht werden. Wir versprechen uns neue Erkenntnisse darüber, wie die anti-Tumor Effektorfunktion von γδ T-Zellen durch diese PRR Liganden verstärkt und möglicherweise die in einigen Studien berichtete pro-tumorigene Aktivität von γδ T-Zellen durch PRR Liganden überkommen werden kann.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Karl-Heinz Klempnauer

Institut für Biochemie
Universität Münster

Charakterisierung niedermolekularer Inhibitoren des Transkriptionsfaktors MYB

Akute myeloische Leukämie (AML) ist eine häufige Form der Leukämie bei Kindern und Erwachsenen, die insbesondere für ältere Patienten eine schlechte Prognose hat daher verbesserte therapeutische Ansätze erfordert. Arbeiten der letzten Jahre haben den Transkriptionsfaktor MYB als mögliches “drug target” in das Blickfeld gerückt. Meine Arbeitsgruppe hat erstmals niedermolekulare Verbindungen als Hemmstoffe für MYB identifiziert und erste Hinweise erhalten, dass MYB Inhibition therapeutisch relevante Effekte in AML Zellen auslöst, u.a. die Entwicklung einer aggressiven AML in einem Mausmodell signifikant verzögert. Die Hemmung der Aktivität von MYB durch niedermolekulare Inhibitoren erscheint als daher erfolgversprechender Ansatz zur Behandlung der AML und möglichweise anderer, MYB-abhängiger Neoplasien. In unseren Vorarbeiten haben wir kürzlich eine neuartige, sehr aktive MYB-inhibitorische Substanz identifiziert und initial charakterisiert. In dem beantragten Forschungsprojekt möchten wir die zellbiologische Wirkung den den molekularen Mechanismus dieses Inhibitors detailliert untersuchen, um das Potential der Inhibition von MYB als therapeutischem Ansatz weiter zu untermauern.

Prof. Dr. rer. nat. Rolf Marschalek

Institut für Pharmazeutische Biologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Biology of t(6;11) fusion proteins and their specific role in lineage switch from AML to T-ALL – part II

We have quite successfully developed an in vitro model system for t(6;11) translocations which resemble the fusion proteins deriving from breakpoints in the major and minor BCR of the human MLL gene. Our results showed not only the different gene expression signatures when these fusion proteins were tested alone or in combination, we also realized myeloid and T-cell signatures in the different settings. Now, we apply here for a second funding period where we want to use the established expression constructs to investigate their feature in a homologous setting, namely in human hematopoietic stem cells (huHSC's). We will repeat our previous experiments in this more complicated system, by the help of external experts. Our constructs will be nucleofected and selected before transgenes were turned-on for 48h or for a longer period of time. RNA will be again investigated by our established RNASeq technology to gain insight into the consequences in terms of differential gene expression followed by target gene validation. In addition, dimerization capacity of all fusion proteins will be tested, and potential binding partners that explain the oncogenicity will be investigated.

PD Dr.med. Sebastian Ochsenreither

Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie (CBF)
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Identifikation von Antigenen in leukämischen Stammzellen für die adoptive T-Zelltherapie der akuten myeloischen Leukämie

Die Elimination der leukämischen Stammzellen (LSC) bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) ist essentiell für eine Heilung. Dieses ist durch eine adoptive T-Zelltherapie gegen Leukämie-assoziierte Antigene (LAA) zu erreichen, bei der T-Zellen des Patienten mit einem LAA-spezifischen T-Zellrezeptor (TCR) transfiziert werden. Die Identifikation LSC-spezifischer LAA ist das Ziel dieses Projektes. In diesem Rahmen wurden bereits 35 Gene mit selektiver Expression in LSC (und in einem Fall zusätzlich in testis) durch Analyse von microarray-Daten identifiziert. Basierend auf deren Expressionsmuster in der quantitativen reverse transcribed (qRT) PCR und deren Funktion wurden drei Kandidaten-Proteine ausgewählt und diese bereits zusammen mit HLA A*02:01 in die Zelllinie HeLa transfiziert um präsentierte Epitope mittels Massenspektrometrie zu identifizieren. Gegen diese werden T-Zellklone generiert. Mit Killing assays wird durch Koinkubation von T-Zellklonen mit Zelllinien und primären Blasten die Prozessierung und Präsentation der Epitope gezeigt. Nach Abschluss des Projekts sollen ein bis zwei Antigene für die klinische Anwendung weiterentwickelt werden.

Univ.-Prof. Dr. med. Bodo Plachter

Institut für Virologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Präklinische Evaluierung einer Cytomegalovirus-Vakzine zur Prävention viraler Komplikationen nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation

Die allogene, hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) ist eine wichtige Option zur Behandlung von hämatologischen Neoplasien. Eine schwerwiegende Komplikation der HSCT ist die Reaktivierung von Cytomegalovirus (HCMV). Der Einsatz neuer Virostatika zur Prophylaxe ist mit einer verminderten Frequenz der HCMV-Reaktivierung assoziiert, sie kann jedoch Spätkomplikationen nicht verhindern. Als zusätzliche Strategie wird daher aktuell der Einsatz von HCMV-Vakzinen geprüft. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstrategien verfolgen wir den Ansatz eines kombinierten Transfers antiviraler T-Zellen und der in-vivo Stimulation dieser Zellen durch Vakzinierung mit subviralen Dense Bodies (DBs) nach Beendigung der antiviralen Prophylaxe. In der ersten Antragsperiode haben wir sehr interessante Ergebnisse hinsichtlich der Interaktion von DBs mit verschiedenen Zelltypen erhalten. Diese Arbeiten sollen fortgeführt werden, um die molekularen Mechanismen zu verstehen, wie sich DBs auf die Zelle und die Virusinfektion auswirken. Die Ergebnisse sollen schlussendlich in den Genehmigungsprozess für die Durchführung von klinischen Studien zum Einsatz der DB-Vakzine nach HSCT einfließen.

Dr. med. Anne Rensing-Ehl

Zentrum für Translationale Zellforschung
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Autoimmun-lymphoproliferatives Syndrom als Modellerkrankung zur Untersuchung der Ontogenese, Signal-vermittelten Steuerung und Funktion hyperproliferativer FAS-kontrollierter T Zellen

Das autoimmune lymphoproliferative Syndrom (ALPS) wird durch FAS Mutationen hervorgerufen und ist durch Akkumulation von TCRαβ+CD4-CD8- doppelt negativen T Zellen (DNT) gekennzeichnet. In der ersten Antragsperiode konnten wir zeigen, dass diese Zellen überraschenderweise nicht Folge der ALPS Erkrankung sind, sondern bei Gesunden vorkommen, aber ohne FAS-Signal unkontrolliert proliferieren. Jetzt möchten wir die Ontogenese, spezifische Prägung und Funktion dieser FAS kontrollierten (FC) T-Zellen untersuchen. Mittels Massenzytometrie und single cell RNA sequencing von Thymozyten und reifen T Zellen wird die Ontogenese modelliert. Zell-intrinsische und extrinsische Faktoren werden identifiziert, die die Prägung und Expansion von FC T Zellen steuern. Durch sequentielle TCR Sequenzanalysen werden Eigenschaften des FC T-Zell Repertoires, des Zellumsatzes und der Antigenspezifität untersucht. Schließlich wird die Funktion dieser neuen physiologischen T Zellpopulation untersucht. Die Analysen werden Schlüsselelemente in der Kontrolle der Differenzierung, Proliferation und Funktion humaner T Zellen identifizieren mit Implikationen für benigne und maligne lymphoproliferative Erkrankungen.

Prof. Dr. med. Helmut Salih

Innere Medizin II Hämatologie, Onkologie, Immunologie und Rheumatologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Entwicklung eines optimierten Immunzytokins für die Immuntherapie der AML

IL-15 ist ein Zytokin, welches potent NK Zellen und auch CD8 T Zellen stimulieren kann und das, u.a. gekoppelt an Antikörper als sogenanntes Immunzytokin (IC), für die Tumortherapie erprobt wird. Das grundsätzliche Problem bisheriger IC sind die erheblichen Nebenwirkungen durch „off-target“-Effekte des Zytokinteils, was die Applikation therapeutisch optimaler Dosen verhindert. In Vorarbeiten wurden IC entwickelt, die aus Fc-optimierten Antikörpern und einem modulierten IL-15 bestehen, welches gentechnisch so modifiziert wurde, dass die Zytokinwirkung abhängig von der Bindung des Antikörpers ist (modifizierte IC, MIC Proteine). Dadurch wird, im Gegensatz zu bisher verfügbaren Formaten, eine weitgehend zielzell-restringierte Aktivität ermöglicht, die deutlich höher ist als die parentaler Fc-optimierter Antikörper. Als Zielantigene werden im geplanten Vorhaben FLT3/CD135 bzw. CD133 verwendet, wodurch ein Einsatz bei der AML ermöglicht wird, wo bislang keine immunstimulierenden Antikörper verfügbar sind. Im vorliegenden Projekt sollen diese MIC Proteine umfassend präklinisch, u.a. mit Patientenleukämiezellen in vitro sowie in Mausmodellen, funktionell charakterisiert werden.

PD Dr. med. Denis Martin Schewe

Klinik für Kinder- und Jugendmedizin I
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Mechanismen der ZNS-Infiltration bei der Akuten Lymphoblastischen Leukämie

Die verlässliche Detektion und gezielte Bekämpfung von ALL-Zellen im zentralen Nervensystem (ZNS) stellt eine Herausforderung in der Diagnostik und Therapie der akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) dar. Die Identifikation neuer Zielstrukturen scheint dringend erforderlich. Wir können zeigen, dass sowohl der prä-B-Zell-Rezeptor (präBCR)-Signalweg, als auch der assoziierte Interleukin 7 Rezeptor (IL7R)-Signalweg einen Einfluss auf die Infiltration des ZNS durch B Zell-Präkursor (BCP)-ALL-Zellen haben. Wir nehmen an, dass präBCR assoziierte Signalmoleküle, im speziellen CD79a und CD79b, als therapeutische Targets zur effizienten Bekämpfung von ALL-Zellen im ZNS geeignet sind, was in präklinischen Modellen getestet werden soll. Wir wollen zeigen, dass Veränderungen im AP-1 Transkriptionsfaktorsystem der präBCR-vermittelten ZNS-Infiltration zugrunde liegen. Weiterhin beabsichtigen wir auf Basis diagnostischer Durchflusszytometrie in großen Patientenkohorten ein präBCR-basiertes Surrogatmarkerpanel für die präzise Prognose einer ZNS-Manifestation mittels eines Machine Learning Ansatzes zu entwickeln. Die erzielten Ergebnisse können künftig auch auf adulte Patienten übertragen werden.

Dr. med. Elisabeth Silkenstedt

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Identifikation prognostisch relevanter genetischer Varianten im Mantelzelllymphom (MCL) und funktionelle Charakterisierung von Kandidatengenen

Der klinische Verlauf von Patienten mit MCL ist insgesamt sehr heterogen. Das tiefere Verständnis komplexer onkogener Alterationen im MCL unter anderem hinsichtlich ihrer prognostischen Relevanz ist von entscheidender Bedeutung für eine optimale Risikostratifizierung der Patienten und die Auswahl einer individuellen Behandlungsstrategie. Ziel des vorgelegten Projektantrags ist die Identifikation prognostisch relevanter genetischer Varianten sowie die Entwicklung einer prädiktiven genetischen Signatur hinsichtlich des Therapieansprechen des MCL sowohl auf die etablierte Standardtherapie als auch auf die zielgerichtete Therapie mit dem BTK-Inhibitor Ibrutinib, basierend auf der genetischen Charakterisierung einer MCL-Kohorte, die im Rahmen einer großen Phase III Studie therapiert wurde. Klinisch relevante Kandidatengene sollen zudem funktionell sowie bezüglich ihrer Eignung als Zielstrukturen für neue molekulare Therapieansätze in vitro und in vivo untersucht werden. Die Resultate dieses Projekts bilden die Basis für die dentifikation von Hochrisikopatienten und für die Entwicklung neuer, maßgeschneiderter Therapien, die auf die effiziente Behandlung resistenter Subgruppen abzielen.

Kanzerogenese allgemein / sonst. onkologische Themen

Dr. rer. nat. Falk Butter

Institut für Molekulare Biologie (IMB)
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Charakterisierung eines neuen telomerbindenden Proteins

Telomere, die repetitive DNA am Ende der Chromosomen, schützen die Integrität unseres Erbguts und begrenzen das Replikationspotential von Zellen. Damit beugen sie Tumorentstehung vor. Krebszellen entwickeln jedoch Mechanismen diese Schutzfunktion zu umgehen. Daher ist Telomerdysregulation ein Markenzeichen jeder Krebszelle und ein vielversprechender Ansatzpunkt für Therapien. Wir arbeiten an einem bisher noch nicht charakterisierten telomerbindenden Protein. Bislang konnten wir zeigen, dass ZNF524 direkt an Telomere in Krebszellen bindet. Zudem führt der Verlust von ZNF524 in CRISPR knock-out Zelllinien humaner Tumore zur Reduktion von Teilen des DNA-Reparaturschutzkomplexes an Telomeren. In Folge dessen konnten wir eine Zunahme von DNA-Defekten an Telomeren beobachten. Im Zuge des Antrags soll der molekulare Mechanismus weiter ergründet und die Möglichkeit von ZNF524 als Interventionsziel für die Krebstherapie abgeschätzt werden. Dazu untersuchen wir das Expressionslevel von ZNF524 in verschiedenen Krebsgeweben, die Anfälligkeit von Krebszellen mit reduziertem ZNF524 für Chemotherapeutika und die Funktion von ZNF524 in Signalkaskaden.

Dr. rer. nat. Aurélie Ernst

Genominstabilität in Tumoren (B420)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Vulnerabilitäten von Tumorzellen mit Chromothripsis

Chromothripsis ist eine Form der Genominstabilität, die bei der Tumorentstehung eine zentrale Rolle spielt, und die mit einer schlechten Prognose für Krebspatienten assoziiert ist. Unser Ziel ist es, Vulnerabilitäten von Tumorzellen mit Chromothripsis zu identifizieren. Die Assoziation zwischen Chromothripsis und mangelhafter homologer Rekombinationsreparaturkaskade (engl. Homologous Recombination Repair) bietet Vulnerabilitäten, die wir mit zwei Strategien angreifen wollen. Zunächst werden wir erst ein Pan-Cancer Screen für Synergien durchführen, um synthetisch letale Interaktionen in Tumorzellen mit Chromothripsis zu identifizieren. Wir werden die Wirkung von 375 Substanzen in Kombination mit einem PARP-Inhibitor oder mit Cisplatin auf die metabolische Aktivität von Tumorzellen mit Chromothripsis und entsprechenden Kontrollzellen testen. Die in vivo Aktivität der besten Hits werden wir in bereits etablierten orthotopen Xenograftmausmodellen testen, und die zugrunde liegenden Wirkungsmechanismen zu evaluieren. Dann werden wir die Wirkung von Schwerionen- oder Proton-Bestrahlung in Kombination mit einem PARP- Inhibitor in Xenograftmodellen testen, und die molekularen Auswirkungen der Kombinationstherapie auf die Tumorzellen und die umgebenden normalen Zellen zu testen. Da es keine Therapie gibt, um Tumorzellen mit Chromothripsis anzugreifen, könnten die Ergebnisse zukünftig dazu beitragen, klinisch relevante Indikationen für Krebspatienten zu identifizieren.

Dr. rer. nat. Philipp Rathert

Abteilung Biochemie
Universität Stuttgart

Funktionelle Charakterisierung neuartiger Koregulatoren der Histon-Demethylase LSD1 in verschiedenen Krebskontexten

Die Lysin-spezifische Demethylase 1 (LSD1) hat sich als vielversprechendes Ziel für die Krebstherapie herausgestellt. Die Transkriptionsfunktion von LSD1 wird durch ein hochkomplexes Netzwerk assoziierter Proteine reguliert, und unser begrenztes mechanistisches Wissen über die meisten dieser LSD1-Koregulatoren erschwert das Verständnis der LSD1-Funktion bei der Krebsentstehung und -erhaltung. Traditionelle biochemische Ansätze haben meist ein statisches Bild dieser Komplexe geliefert, das nicht ausreicht, um ein umfassendes Verständnis der Zusammensetzung der aktiven Komplexe und ihrer funktionellen Interkonnektivität zu erhalten. Wir haben ein neuartiges fluoreszierendes Reportersystem in Kombination mit einem hochmodernen RNAi-Screening kombiniert und erfolgreich neuartige Koregulatoren für die LSD1-Transkriptionsaktivität identifiziert. Nach der Erhebung vielversprechender vorläufiger Daten wollen wir die beiden wichtigsten neuartigen Koregulatoren von LSD1 auf molekularer Basis und in verschiedenen Krebskontexten weiter charakterisieren, um potenzielle neue Wirkstofftargets zu identifizieren. Letztendlich werden die Ergebnisse die Entwicklung neuartiger Therapien erleichtern, die sich speziell auf diese Koregulatoren konzentrieren, welche ideale Ziele für kombinatorische Therapien darstellen.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Dr. rer. nat. Anastasia Asimakopoulous

Institut für Molekulare Pathobiochemie, Experimentelle Gentherapie und Klinische Chemie (IFMPEGKC)
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Die Schlüsselfunktionen von Perilipin 5 und Lipocalin 2 in der Pathogenese des nichtalkoholischen Steatohepatitis-Hepatozellulärkarzinoms

Das Hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit eine der häufigsten Krebserkrankungen mit tödlichem Verlauf. HCC kann durch verschiedene Ätiologien induziert werden und hat eine komplexe Pathogenese. Die häufigsten Risikofaktoren sind chronische Infektionen, ausgelöst durch Hepatitis B- und Hepatitis C-Viren. Ein sehr wichtiger nicht-viraler Risikofaktor ist die Nicht-alkoholbedingte Steatohepatitis (NASH), die die am schnellsten wachsende Indikation für eine Lebertransplantation bei Patienten mit HCC ist. In unseren Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass der Entzündungsmarker Lipocalin 2 (LCN2) im Serum und in tumorigenen Leberarealen von HCC-Patienten überexprimiert wird. Darüber hinaus fanden wir, dass das Fetttröpchen-assoziierte Perilipin (PLIN5) in Lebertumoren stark exprimiert wird. Das Projekt zielt darauf ab, mit einem neu etablierten HCC-Modell, das auf einer westlichen Ernährung basiert, Mäuse ohne LCN2 oder PLIN5 schrittweise über NASH in die HCC-Pathogenese zu treiben. Serum und Lebergewebe von Mäusen werden untersucht, um die Mechanismen aufzudecken, an denen LCN2 und PLIN5 in der Pathogenese von HCC über NASH beteiligt sind, um darüber hinaus mögliche Ansatzpunkte zur Behandlung und Therapie von NASH zu entwickeln.

Dr. med. Dr. rer. physiol. Peter Dietrich

Medizinische Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Diagnostische, prognostische und therapeutische Rolle der Dipeptidylpeptidase 4 beim hepatozellulären Karzinom

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) zählt zu den tödlichsten Krebsarten. Kürzlich wurde durch den Antragsteller neu aufgezeigt, dass die Dipeptidylpeptidase 4 (DPP4), welche neben membrangebundener auch in löslicher Form vorkommt, eine entscheidende Rolle bei der Progression des HCC zukommen könnte. Unklar bleibt jedoch, ob die lösliche Form der DPP4 vermehrt im Serum von HCC Patienten nachweisbar ist. Unpublizierte Daten deuten darauf hin, dass die DPP4 einen Serummarker zur frühen Erkennung von Rezidiven bei HCC Patienten nach lokaler Ablationstherapie (RFA) darstellen könnte. Zudem zeigen Voruntersuchungen großer HCC-Patientenkohorten, dass DPP4 bei männlichen Patienten im Vergleich zu weiblichen Patientinnen überexprimiert ist. Die Prävalenz des HCC zeigt ein vermehrtes Vorkommen bei Männern. DPP4 könnte somit eine Schlüsselrolle zum Verständnis geschlechtsspezifischer Unterschiede beim Leberkrebs zukommen. DPP4-Inhibitoren werden erfolgreich zur Behandlung von Diabetes mellitus eingesetzt. Eine therapeutische Hemmung der DPP4 sowie die geschlechtsspezifischen funktionellen Auswirkungen in vivo sollen daher unter Benutzung präklinischer HCC-Modelle durchgeführt werden.

Prof. Dr. rer. nat. Inna N. Lavrik

Medizinische Fakultät Bereich - Translationale Entzündungsforschung
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Identifizierung neue Zielstrukturen in pankreatischen Zelltod-Netzwerken für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Die Chemoresistenz maligner Zellen beim Pankreaskarzinom beruht auf der Deregulierung von einem oder mehrere Zelltod Signalwege, die zur Hemmung des Zelltods führen. Die Identifizierung neuere Zielstrukturen in pankreatischen Zelltod-Netzwerken, die für die Resistenz der pankreatischen Krebszellen verantwortlich sind, ist eine höchst wichtige Aufgabe in der laufenden Krebsforschung. In dem Projektantrag sollen unter Verwendung von ‚state-of-the-art‘ Proteomik, Imaging Durchflußzytometrie Technologien und biochemischer Methoden Zelltod-Netzwerke beim Pankreaskrebs untersucht werden und neue therapeutische Zielstrukturen identifiziert werden. Insbesondere werden wir systematisch, die bekannten Zelltod-Netzwerkregulatoren untersuchen, sowie neue unbekannte potentielle Regulatoren des Zelltods beim Pankreaskrebs mittels Proteomik screening erhalten. Schließlich sollen die identifizierten Zielstrukturen durch die Analyse von Patienten material bestätigt werden. Zusammengenommen wird eine systematische Sicht auf die Empfindlichkeit und Resistenz des Pankreaskrebses untersucht, mit der Identifizierung neuer Wege für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien.

Dr. rer. biol. hum. Ivonne Regel

Medizinische Klinik und Poliklinik II
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Irf3/Irf7-vermittelte epigenetische Genregulation in der Pankreaskarzinogenese

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) ist eine hochmaligne Tumorerkrankung. Trotz intensiver Forschung sind die Ursachen der Tumorentstehung und des aggressiven Verlaufs nur unzureichend verstanden. Die ausgeprägte entzündliche Bindegewebsreaktion ist eine morphologische Besonderheit des PDAC und beeinflusst die Tumoraggressivität. Unsere Vorarbeiten haben gezeigt, dass der immun-modulierende Tlr3/Irf3/Irf7-Signalweg nicht nur in Immunzellen, sondern auch in Tumorzellen aktiv ist. Eine genetische Depletion der Transkriptionsfaktoren Irf3/Irf7 im Pankreastumor-Mausmodell verhinderte die Tumorentstehung, während eine Aktivierung des Signalweges die Tumoraggressivität förderte. Unsere Daten belegen einen Zusammenhang zu epigenetischen Regulationsmechanismen. Einerseits rekrutieren Irf3/Irf7 Histon-Acetyltransferasen zur Aktivierung spezifischer Zielgene, andererseits konnten wir zeigen, dass Irf3/Irf7 auch mit Histon-Deacetylasen Komplexe bildet, die eine Inaktivierung der Genexpression katalysieren. Im vorliegenden Projekt wollen wir die Proteininteraktion zu Histon-Acetyltransferasen und Deacetylasen genauer charakterisieren und untersuchen, ob und welche Irf3/Irf7-Zielgene epigenetisch reguliert werden. Dieser neu beschriebene Mechanismus einer Irf3/Irf7-vermittelten differentiellen Genregulation kann entscheidend zur Aufklärung der Tumorentstehung beitragen und als Ansatz für neue Therapieoptionen dienen.

Prof. Dr. med. Roland M. Schmid

Innere Medizin II
Technische Universität München (TUM)

Rolle des Zystische Fibrose (CFTR) ‐ Gens in der Pankreaskarzinogenese und Entwicklung von Grundlagen zur Prävention und Therapie

CFTR Mutationsträger entwickeln früher und häufiger Pankreaskarzinome. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass CFTR als Effektormolekül die Biologie des Pankreaskarzinoms bestimmt. Mäuse, die KrasG12D in Progenitorzellen des Pankreas exprimieren und zusätzlich eine Inaktivierung von Cftr aufweisen, zeigen eine akzelerierte azino-duktale Metaplasie (ADM) aber keine mPanIN-Progression aufgrund von Seneszenz. Dieser Phänotyp wird durch Tp53 vermittelt, da nach Inaktivierung von Tp53 KrasG12D die Pankreaskarzinomentwicklung nach Deletion von Cftr deutlich akzeleriert wird, was eine Tumor-suppressive Wirkung von Cftr belegt. Da CFTR-/- Tumore von mehr Makrophagen infiltriert werden, postulieren wir auch nicht-zellautonome Einflüsse in der Tumorprogression. In WP1 werden wir Signalwege charakterisieren, die KrasG12D vermittelte ADM nach Deletion von funktionellem CFTR vermitteln. In WP2 werden wir CFTR abhängige Seneszenz untersuchen und in WP3 Determinanten der aggressiveren Pankreaskarzinombiologie. Längerfristig werden wir Vulnerabilitäten in Pankreaskarzinomzellen und humanen Organoiden in Abhängigkeit der CFTR-Funktion charakterisieren.

Prof. Dr. Dr. med. Daniel E. Stange

Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
Technische Universität Dresden

Spektroskopische Subtypisierung und Therapieresponse-Evaluation von humanen PDAC Primärtumoren und deren korrespondierenden Organoiden

Das duktale Pankreasadenokarzinom (PDAC) stellt die vierthäufigste zu Tode führende Krebserkrankung der westlichen Welt mit steigender Inzidenz dar. Jeglicher medizinische Fortschritt konnte das Gesamtüberleben über alle Stadien hinweg bisher nicht wesentlich über 9% steigern. Hauptgründe für das schlechte Outcome der Patienten ist die rasche Metastasierung sowie die hohe Resistenz gegenüber Chemotherapeutika. Aktuelle Forschungen konnten eine genetische, immunhistochemische sowie metabolische Subtypisierung des PDAC mit korrespondierenden Unterschieden der Chemosensitivität und des klinischen Verlaufs aufdecken. In Zukunft wird sich die multimodale Therapie – z.B. im Rahmen neuer, randomisierter Studien (z.B. ESPAC 6) – an Subtypenprofilen orientieren. Das vorliegende Projekt verfolgt einen neuen, innovativen Ansatz der Subtypisierung des PDAC anhand von Infrarot-(IR)-spektroskopischen Untersuchungen des Gewebes. Dies eröffnet den Weg zu einem molekularen Fingerabdruck als Echtzeitanalyse. Mittels Organoidkulturen von humanen Primärtumoren soll zusätzlich eine Evaluation und Prädiktion der Chemosensitivität entsprechend der spektroskopisch bestimmten Subtypen erfolgen.

PD Dr. med. Thomas Wirth

Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Immuntherapie von KRAS-mutierten Pankreaskarzinomen mit heteroklitischen Peptidvakzinen

Das Pankreaskarzinom stellt die Tumorentität mit der höchsten Letalität unter den gastrointestinalen Tumoren dar. Da 70-95% aller Pankreaskarzinome Mutationen im Onkogen KRAS aufweisen, soll dieses für den Tumor essentielle Onkogen für eine neuartige Neoantigen-Vakzinierung verwendet werden. Hierfür wurden in der ersten Förderphase des Projektes für die beiden am häufigsten vorkommenden KRAS Mutationen G12D und G12V Peptide mit verstärkter MHC-Bindung etabliert. Um die Testung dieser heteroklitischen Peptide in einem klinisch relevanten Tiermodell zu ermöglichen, wurde die KRAS-Vakzinierung in HLA-A2 und HLA-11 transgenen Mäusen durchgeführt. Die durch unsere Vakzine in den HLA-A11 transgenen Tieren innerhalb von nur 14 Tagen induzierte Immunantwort stellt die bislang stärkste bekannte KRAS-mutationsspezifische Immunantwort dar. In der beantragten Verlängerungsphase soll die klinische Wirksamkeit der Peptidvakzinen im Pankreasmodell getestet werden und bei nachgewiesener Wirksamkeit eine Patentanmeldung für die heteroklitische Peptidsequenz und die Gewinnung der TCR-Sequenz für einen möglichen adoptiven T-Zell Transfer erfolgen.

Prof. Dr. med. Sebastian Zeißig

Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD)
Technische Universität Dresden

Die Rolle von Calcineurin und NFAT im hepatozellulären Karzinom

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist eine der häufigsten Krebstodesursachen weltweit, wobei der nicht-alkoholischen Steatohepatitis (NASH) eine wachsende Bedeutung als Risikofaktor für die HCC-Entwicklung zukommt. Die NASH-assoziierte intestinale Barrierestörung fördert über Translokation mikrobieller Produkte in das portalvenöse Blut inflammatorische Prozesse in der Leber und unterstützt somit die HCC-Entwicklung. Die Mechanismen Mikrobiota-abhängiger tumorfördernder Effekte im HCC sind jedoch nur unzureichend verstanden. Wir konnten zeigen, dass Calcineurin, eine Phosphatase, die durch Transkriptionsfaktoren der nuclear factor of activated T cells (NFAT)-Familie inflammatorische Prozesse vermittelt, in Mikrobiota- und NFAT-abhängiger Weise die NASH-assoziierte Lebertumor-Entwicklung fördert. Im beantragten Vorhaben soll nun untersucht werden, über welche Signalwege mikrobielle Elemente Calcineurin-abhängig die Lebertumor-Entwicklung fördern und es soll die humane Relevanz dieser Beobachtungen adressiert werden. Diese Studien sollen der Charakterisierung eines onkogenen Signalweges im HCC dienen und Zielstrukturen für präventive und therapeutische Interventionen identifizieren.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. rer. nat. Sven Diederichs

Molekulare RNA Biologie & Krebs (B150)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Signalweg-Aktivierung nach RNA Schädigung durch Krebstherapie: Mechanismen und Funktionen in der zellulären Antwort auf zytotoxischen Stress und RNA Degradation

Chemo- und Strahlentherapie sind zentrale Säulen der Krebstherapie, deren Effekte auf Zellstoffwechsel und DNA Integrität gut untersucht sind, aber unmittelbare Effekte auf RNA sind nicht erforscht. Wir haben das Konzept der "RNA Dependence" zur Charakterisierung von RNA-Protein-Komplexen entwickelt (Mol Cell 2019, Nat Protoc 2020). In proteom-weiten Studien identifizierten wir neue RNA-abhängige Proteine und entdeckten dabei eine Verbindung zwischen RNA Integrität und zellulären Signalwegen. Dies begründet die Hypothese, dass RNA Schädigung nach Chemo- und Strahlentherapie Zellantworten aktivieren kann. Diese werden wir untersuchen, indem wir den Effekt von Zytostatika / Bestrahlung auf RNA-Integrität und Signalwege quantifizieren und mit dem Genom, Transkriptom und Proteom korrelieren. Wir werden die relevanten RNA-Spezies identifizieren und den aktivierenden Mechanismus charakterisieren, sowie deren Effekt auf zellulärer und molekularer Ebene unter Trennung von DNA- und RNA-Ebene analysieren. Das Projekt wird somit erstmals zeigen, ob es ein relevantes Signalsystem für RNA-Schädigungen gibt und dieses nach Chemotherapie und Bestrahlung untersuchen.

Prof. Dr. rer. nat. Susetta Finotto

Molekulare Pneumologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

NFATc1 und IL-2-/ anti-PD1-vermittelte anti-tumorale Immuntherapie beim nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom

Unsere Vordaten demonstrieren dass Checkpoint-Inhibitoren, wie anti-PD1 Antikörper, die Expression von NFATc1 erhöhen und hierdurch in vitro die anti-tumoralen, zytotoxischen Effekte von T Zellen verstärken. Im vorliegenden Antrag soll untersucht werden, ob eine The-rapie mit anti-PD1 Antikörpern in Kombination mit der Gabe von IL2/MAB602 in der An- oder Abwesenheit von NFATc1 in T Zellen zu einer effektiven Immuntherapie von experimentel-lem NSCLC in vivo führt. Die Verwendung von IL2/MAB602 Proteinen soll hierbei CD25- je-doch nicht CD25+ Zellen regulieren, um eine stärkere lokale Expansion von CD8+ T und NK Zellen ohne Treg Aktivierung zu erreichen und die Effektivität der Immuntherapie zu erhöhen. Zur Analyse der translationalen Relevanz der murinen Studien werden Analysen zur NFATc1 Expression und zu den Effekten einer anti-PD1/IL-2/MAB602 Therapie bei Patienten mit NSCLC durchgeführt werden. Die geplanten Untersuchungen sollen neue Einblicke in die Immunpathogenese bei NSCLC erlauben und können zu innovativen Therapieansätzen für NSCLC.

Nervensystem + Sinnesorgane

Dr. med. Kornelius Kerl

Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Universität Münster

Identifizierung von Mechanismen der Zell-Zell-Kommunikation von AT/RT-Zellen mit infiltrierenden Makrophagen

Atypische Teratoid/Rhabdoid Tumoren (AT/RT) sind aggressive Hirntumoren, die mit einem Altersgipfel bis zum dritten Lebensjahr auftreten und trotz intensiver Therapieansätze eine schlechte Prognose haben. In Vorarbeiten zu diesem Projekt hat der Antragsteller gezeigt, dass primäre AT/RT eine heterogene, subgruppenspezifische Immunzellinfiltration aufweisen und dass eine Infiltration mit CD68+ Zellen zu einer schlechten Prognose korreliert. Einzelzell-RNA-Sequenzierung zeigen, dass definierte Zellpopulationen (intermediäre Zellen) in der molekularen AT/RT-MYC Subgruppe eine ausgeprägte Expression von makrophagentypischen Genen aufweisen (z. B. CD68). Intermediäre Zellen werden als prädominante Population in einem AT/RT-Rezidiv-Mausmodell im Vergleich zu dem entsprechenden AT/RT-Primärtumor-Modell detektiert, so der Antragsteller die Hypothese verfolgt, dass intermediären Zellen an der Entstehung von Therapieresistenzen beteiligt sind.

Prof. Dr. rer. nat. Manuel Montesinos-Rongen

Institut für Neuropathologie
Universität zu Köln

Defekt des Immunglobulin-Klassenwechsels bei primären Lymphomen des ZNS: Ursachen und Konsequenzen für die Pathogenese

Die Tumorzellen primärer Lymphome des Zentralnervensystems (PCNSL) starten einen Immunglobulin (IG)-Klassenwechsel (CSR) ohne erfolgreichen Abschluss. So zeigten 52% zeigten Transkripte für IGHA/IGG1 als Hinweis auf die Zielklasse des CSR. In 64% der PCNSL kam es zu Deletionen der in den CSR involvierten Sµ Region. Unklar ist, warum der CSR-Versuch in PCNSL scheitert und welche pathogenetischen Konsequenzen dies hat. Deshalb sollen die kodierenden und nicht-kodierenden Anteile der kompletten IG-Loci genomisch in 30 PCNSL vollständig mittels Anreicherungs-basierter Sequenzierung analysiert werden. Durch die klonalen Sequenz- und Rearrangement-Muster wird die Frage beantwortet, welche genomischen Varianten Ursache des fehlverlaufenden CSR und möglicherweise auch sekundär von onkogenen Translokationen in PCNSL sind. An denselben PCNSL werden mittels RNAseq die Expression der am CSR beteiligten Gene untersucht, um die Auswirkungen einer potentiellen Dysregulation dieser Gene auf den frustranen CSR-Versuch zu erfassen. Die tatsächliche funktionelle Relevanz identifizierter Kandidatengene für den CSR wird in einem in vitro CSR-Modell durch Überexpression bzw. Inaktivierung untersucht.

Dr. rer. nat. Gesine Saher

Department of Neurogenetics
Max-Planck-Gesellschaft

Analyse einer Kombinationstherapie aus Chemotherapie mit induzierter Blut-Hirn Schranken Störung in einem Gliomamodell der Maus

In der vorliegenden Studie wollen wir zunächst die Wirkung von klinisch relevanten Anästhetika auf die Integrität der Blut-Hirn Schranke (BBB) in Mäusen und in vitro untersuchen. In einer Pilotstudie konnten wir beobachten, dass sich die Permeabilität der BBB zeitlich begrenzt und dosisabhängig manipulieren lässt. Ziel dieser Studie ist, optimierte Bedingungen zu ermitteln, die eine hinreichend starke Öffnung der BBB bei möglichst geringer Schädigung des ZNS erlauben, die wir durch biochemische und histologische Analysen ermitteln werden. Die optimierten Bedingungen wollen wir dann auf die präklinische Therapie an einem Tumormodell anwenden. Dazu wollen wir Mäusen Tumorzellen implantieren und mit der Kombinationstherapie von zeitlich gekoppelter Anästhesie und Chemotherapie behandeln. Die Effizienz der Therapie soll über Tumorwachstum mittels MRT und Histopathologie bestimmt werden. Ein weiteres Ziel ist die Identifizierung von Biomarkern, die ein nicht-invasives Monitoring der BBB in Menschen erlauben könnten. Wir erwarten, dass wir in der vorliegenden Studie Parameter identifizieren können, die die Translation unserer Ergebnisse in klinisch anwendbare Protokolle ermöglicht.

Prof. Dr. rer. nat. Paolo Salomoni

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e. V. (DZNE)

Untersuchung der Tumor Infiltration während der Entstehung von Gliomen mit Histon Mutationen

Gewebsinfiltration ist ein Hauptmerkmal vom pädiatrischen, hochmalignen Gliom (pHGG). Viele dieser Gliome zeigen Mutationen in der Histonvariante H3.3. Wir haben das erste präzise Modell für die Entstehung von pHGG mit H3.3 Mutation erschaffen, welches die Kennzeichen von humanem pHGG, wie die diffuse Infiltration, zeigt. Zudem kann es für die Identifizierung von Krankheitsmechanismen und Verwundbarkeiten von pHGG genutzt werden. Hypothese. Erhöhte Plastizität von onkohiston-transformierten Zellen und Verhinderung der Erkennung durch das Immunsystem fördert die Gliominfiltration. Ziele. 1. Untersuchung des invasiven Verhaltens und dessen Dynamik während der Entstehung von Gliomen mit H3.3 Mutation. 2. Ermittlung der Rolle von Tumorüberwachungsmechanismen des Immunsystems bei Tumorinvasion Methoden. Das pHGG Tiermodell wird mit den neuesten Methoden der Genomik, Bioinformatik und der Visualisierung von Tumorzellverhalten kombiniert. Auswirkungen. Diese Studie wird die molekularen Veränderungen, die durch mutiertes H3.3 verursacht werden, mit dem invasiven Verhalten von pHGG Zellen verbinden, und damit neue Angriffsstellen der Tumore für die Therapieentwicklung sichtbar machen.

Prof. Dr. Maja Tomicic-Christmann

Institut für Toxikologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Epigenetische Mechanismen der TMZ-induzierten Repression von MSH2 und MSH6 in Glioblastomzellen, Organoiden und Rezidiven und deren Bedeutung für die Zytostatikaresistenz

Das maligne Gliom ist eine der aggressivsten und therapieresistentesten Tumorarten. Die Behandlung beruht auf einer kombinierten Therapie mit Temozolomid (TMZ) und ionisierender Strahlung. Der Therapieerfolg beruht auf der DNA-Reparaturkapazität der Tumorzellen, wobei neben MGMT die Basenfehlpaarungsreparatur (MMR) die Hauptrolle spielt. Wir konnten zeigen, dass es nach TMZ-Behandlung zu einer Repression der MMR-Faktoren MSH2 und MSH6 kommt. Die Repression wird durch die verminderte Aktivität des Transkriptionsfaktors E2F1 vermittelt und ist mit der Seneszenz-Induktion assoziiert. Die Repression dieser Faktoren konnte auch mehrere Wochen nach Behandlung noch in Seneszenz-entkommenden Klonen beobachtet werden. Weitere Arbeiten anderer Arbeitsgruppen konnten diese Repression auch in Rezidiven von Glioblastomen beobachten. Daher ist anzunehmen, dass die transkriptionelle Repression mittels epigenetischer Mechanismen verstetigt wurde. Im Rahmen dieses Projektes sollen diese epigenetischen Mechanismen identifiziert werden, und es soll untersucht werden, ob Glioblastomzellen und Organoide mit reprimierter MMR von alternativen Therapieschemata profitieren.

Prof. Dr. med. Katharina Zimmermann

Klinik für Anästhesiologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Identifizierung protektiver Genvarianten für die Oxaliplatin-induzierte Neuropathie

Krebsbehandlung mit antineoplastischen Medikamenten, z.B. mit Oxaliplatin, verursacht bei vielen Patienten variabel ausgeprägte neuropathische Schmerzen, z.B. Kaltallodynie (Kälte wird als Schmerz empfunden). Bisher gibt es wenig Wissen über genetische Unterschiede für die variable Intensität neuropathischer Schmerzen, aber individualisierte Therapieansätze könnten einen Durchbruch bei der Behandlung chronischer Schmerzen bedeuten. Unser Labor hat ein Screening in Inzucht-Mausstämmen verwendet, um Stämme mit geringer (z.B. C57BL/6J) und starker (z.B. A/J) Oxaliplatin-Kaltallodynie zu identifizieren und über die genomische Variation Einzelnukleotidpolymorphismen mit möglicher protektiver Wirkung auf verschiedenen Chromosomen entdeckt. In diesem Projekt phänotypisieren wir Neuropathie und neuropathischen Schmerz neuroanatomisch und funktionell in C57BL/6J und A/J und in Chromosomensubstitutionsstämmen (CSS), um die Kandidatengene zu bestätigen. In CSS bewirkt ein Chromosom des empfindlichen A/J im C57BL/6J-Hintergrund eine Phänotyp-Umkehrung wenn Gene des kausal wirkenden SNPs auf dem Chromosom liegen. Bestätigte Kandidatengene werden mit weiteren Experimenten validiert.

Niere + Harnwege

Dr. rer. nat. Stefan Garczyk

Instituts für Pathologie
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Molekulare Charakterisierung nicht-muskelinvasiver High-Grade Urothelläsionen der Harnblase und Ableitung zielgerichteter, Blasen-erhaltender Therapieoptionen

Das muskelinvasive Harnblasenkarzinom ist mit einem 5-Jahres-Überleben <50% assoziiert und entwickelt sich aus flach- und papillär-wachsenden nicht-muskelinvasiven High-Grade (HG) Läsionen (NMIBC HG). Die Behandlungsmöglichkeiten für diese Hochrisiko-Läsionen sind limitiert und die Entscheidung fällt recht frühzeitig zur Radikalen Zystektomie (RZ). Eine mögliche Übertherapie und gleichzeitige drastische Änderung der Lebensführung durch die RZ machen die Identifikation neuer Blasen-erhaltender Alternativtherapien notwendig. Auf Basis eigener vielversprechender Vorarbeiten soll eine multizentrische Gewebekohorte mithilfe eines etablierten Next Generation Sequencing (NGS)-Panels retrospektiv auf das Vorliegen von Veränderungen mit potentieller therapeutischer Relevanz hin untersucht werden. Es gilt zu entschlüsseln, inwieweit sich HG-Subgruppen molekular unterscheiden. Identifizierte häufige Alterationen sollen im Zellkulturmodell modelliert werden, um ein Ansprechen auf etablierte zielgerichtete Therapeutika zu analysieren. Diese Daten werden eine wesentliche Grundlage für eine geplante prospektive Studie im Rahmen des überregionalen Onkologischen Spitzenzentrums (CIO-ABCD) bilden.

Dr. rer. nat. Michaela Jung

Institut für Biochemie I (Pathobiochemie)
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Einfluss des Eisentransportproteins Lipocalin-2 (Lcn-2) in der Pathogenese des klarzelligen Nierenzellkarzinoms

Eigene Arbeiten aus der vorangegangenen Projektphase belegen, dass der Eisenmetabolismus in Patienten mit Nierenzellkarzinom stark verändert ist und es zu einer Verschiebung der Eisenverfügbarkeit innerhalb des Tumors kommt, indem Eisen dem Mikromilieu entzogen und vermehrt in Tumorzellen gespeichert wird. Hierbei nehmen Tumor-assoziierte Makrophagen einen Eisenfreisetzenden Phänotyp an, der durch Erhöhung des Eisenexporters Ferroportin, aber auch des Eisentransportproteins Lipocalin-2 (Lcn-2) gekennzeichnet ist. Interessanterweise weist Lcn-2 in Abhängigkeit seiner Eisenbeladung gegensätzliche biologische Funktionen auf. Während Eisenfreies Lcn-2 (apo) die Tumorprogression hemmt, ist die Eisenbeladung (holo) charakteristisch für die tumorfördernden Eigenschaften von Lcn-2. RNAseq-Analysen in renalen CAKI1 Tumorzellen zeigen eine Regulation der Stressantwort der Zellen auf Redoxstress und der Anpassung des Glutathion (GSH)-haushalts nach Stimulation mit holo-Lcn-2. Erhöhte GSH-Spiegel in Nierenzellkarzinomzellen wurde in der Vergangenheit nicht nur mit Immunparalyse, sondern auch mit diversen Resistenzmechanismen verbunden, die gerade im Nierenzellkarzinom häufiger als in anderen Tumorentitäten vorkommen und die zum verbesserten Überleben des Tumors beitragen. In der folgenden Projektphase möchten wir daher die molekularen Mechanismen aufklären, wie Lcn-2 in seiner GSH-modulierenden Funktion zur Progression des Nierenzellkarzinoms beiträgt. Hierfür möchten wir nicht nur die Rolle von Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) als zentralen Schalter der oxidativen Stressantwort der Zelle mittels Knockdown- und Reporterversuchen analysieren, sondern die Funktion von holo-Lcn-2 bezüglich des Schutzes gegenüber verschiedener Arten von Zelltod mechanistisch aufklären und verifizieren. Um die tumorfördernden Effekte von holo-Lcn-2 auch in vivo zu charakterisieren, nutzen wir experimentell ein bereits etabliertes Xenograft-Modell der renalen subkapsulären Implantierung von CAKI1 Zellen.

2019

Brustdrüse

Prof. Dr. med. Georg Häcker

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Niedrigschwellige Aktivierung des Apoptosesystems – ein neues Konzept der Metastasierung solider Tumoren

Zelltod durch Apoptose wird durch spezialisierte Signaltransduktion ausgelöst. Neue Arbeiten illustrieren, dass dieses System auch „subletal“ aktiviert werden kann, ohne dass die Zelle stirbt. Unsere Vorarbeiten zu diesem Projekt zeigen, dass eine solche geringe Spontanaktivität des Apoptosesystems in Tumorzellen eine Signalachse initiiert, die über die Induktion von Genomschäden, Mikronuklei und die Zellaktivierung durch Mikronuklei zu einer Form aggressiven Wachstums in vitro führt, das typischerweise mit Metastasierung in vivo verbunden ist. In diesem Projekt wollen wir diese Beobachtungen einerseits mechanistisch und molekular besser verstehen. Wir vermuten, dass diese Signalachse auch durch Tumortherapien initiiert werden könnte und wollen diese mögliche Nebenwirkung analysieren. Andererseits wollen wir die Bedeutung des Mechanismus in vivo in Mausmodellen bestätigen. Obwohl die in vitro Daten klare Hinweise liefern, kann nur das in vivo-Modell Metastasierung adäquat untersuchen. Metastasierung ist eine Haupttodesursache bei Tumorerkrankungen. Falls erfolgreich, wird dieses Projekt einen therapeutischen Ansatzpunkt für eines der zentralen Probleme von Tumorerkrankungen liefern.

PD Dr. med, PhD Anita Kremer

Medizinische Klinik 5
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Antigenspezifität Tumor-infiltrierender T-Lymphozyten beim triple-negativen Mamma-Karzinom in Primärtumor versus Metastase

Das Mamma-Karzinom ist die häufigste Tumorentität bei Frauen. Etwa 15-20% der Mamma-Karzinome exprimieren weder Hormonrezeptoren noch HER2 (triple-negative breast cancer (TNBC)). Diese Entität verhält sich sehr aggressiv und spricht schlecht auf die gängigen Therapien an. Große Studien konnten zeigen, dass der Grad der Tumorinfiltration mit T-Zellen einen positiven prognostischen Wert hat. Unklar ist bislang gegen welche Antigene diese T-Zellen gerichtet sind und ob sich dies im Laufe der Metastasierung ändert. Im aktuellen Projekt soll die Reaktivität tumor-infiltrierender T-Zellen gegen tumor-spezifische Mutationen in Primärtumor und Metastasen getestet werden. In enger Zusammenarbeit mit der Frauenklinik sollen infiltrierende T-Zellen aus primärem Tumorgewebe sowie Tumormetastasen von TNBC gezielt auf tumor-spezifische Reaktivitäten untersucht werden. Hierfür werden tumor-spezifische Mutationen mittels whole-exome sequencing von Tumorgewebe und gesunden Blutzellen identifiziert und T-Zellreaktivitäten mittels Peptidstimulation ermittelt. Langfristig könnten diese Ergebnisse die Grundlage für eine spezifische zelluläre Therapie oder gar einer Immunisierung gegen das TNBC sein.

Prof. Dr. med. Claudia Lengerke

Innere Medizin II Hämatologie, Onkologie, klinische Immunologie und Rheumatologie
Eberhard Karls Universität Tübingen
Publikation:   doi: 10.3791/61803

Charakterisierung der NKG2DL Expression und Immunevasion in therapieresistenten Tumor(stamm)zellen unter Hinzunahme präklinischer in vivo Modelle

Es wird angenommen, dass Tumore und deren Rezidive aus sogenannten Tumorstammzellen (TSZ) enstehen. Humane TSZ werden durch ihre Kapazität definiert, in murinen Xenografts anzuwachsen; die tiefgreifenden Immundefekte der Empfängertiere in diesen Modellen lassen jedoch wesentliche Interaktionen zwischen Tumor- und Immunzellen unberücksichtigt. Hier zeigen wir am Beispiel akuter myeloischer Leukämien (AML), dass Leukämiestammzellen (LSZ) die Expression von NKG2D Liganden (NKG2DL) unterdrücken und somit der Immunüberwachung durch NKG2D exprimierenden NK und T-Zellen entkommen. Hingegen erlauben korrespondierende Nicht-LSZ diese Expression und werden von Immunzellen erkannt. NKG2DLneg LSZ zeigen eine erhöhte PARP1 Expression und können durch Behandlung mit dem PARP1 Inhibitor AG-14361 zur Re-Expression von NKG2DL angeregt werden. Im vorgeschlagenen Projekt werden nun die Zusammenhänge zwischen fehlender NKG2DL Expression, PARP1, Stammzell-Status und Immunevasion in (1) syngenen immunkompetenten genetischen (Prä-)Leukämie Mausmodellen und (2) bei anderen Neoplasien (Mamma-/Ovarialkarzinome, akute lymphoblastische Leukämien, ALL) untersucht.

Prof. Dr. med. vet. Sven Rottenberg

Molekulare Pathologie
Universität Bern

Krebstherapieresistenz: Veränderungen der DNA-Reparatur als Ursache

Brust- und Eierstockkrebspatientinnen mit Tumoren in welchen die DNA-Reparatur fehlerhaft ist durch den Funktionsverlust der BRCA1 oder BRCA2 Proteine, sprechen häufig gut auf eine Chemotherapie mit „DNA-Crosslinkern“ (z.B. platinbasierte Therapien) und PARP Inhibitoren an. In der Regel wird der metastasierte Krebs leider nicht komplett vernichtet, und es entwickeln sich Tumore, die gegen alle verfügbaren Therapien resistent sind. Um die jährliche Brust- und Eierstockkrebstodesfallrate von ca. 23‘000 (D) und 1‘800 (CH) Patientinnen deutlich zu senken, ist es essenziell die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen der Resistenz zu verstehen. In diesem Projekt sollen die Gene identifiziert werden, welche für die Entstehung der Krebstherapieresistenz verantwortlich sind. Erste Ergebnisse haben ergeben, dass Defekte der DNA Reparatur mittels der 53BP1-RIF1-REV7-Shieldin-CST Proteinkomplexe eine wichtige Rolle bei der Resistenzentstehung spielen. Nun sollen weitere Kandidaten getestet werden, die uns helfen könnten die genaue Funktionsweise der DNA Reparatur zu verstehen. Hierdurch sollen neue Schwachstellen der resistenten Tumore identifiziert werden, um diese gezielt zu vernichten.

Prof. Dr. rer. nat. Barbara Seliger

Institut für Medizinische Immunologie
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Charakterisierung der Expression, Funktion und klinischen Relevanz von Biglycan im Kontext einer HER-2/neu-vermittelten Transformation

Dem Proteoglykan Biglycan (BGN) wird abhängig von der Tumorentität entweder ein onkogenes oder tumorsuppressives Potential zugeschrieben. Eigene Vorarbeiten an Mammakarzinomproben zeigten eine Herunterregulation der BGN-Expression nach einer HER-2/neu-vermittelten Transformation, die mit einer Hochregulation des TGF-ß-Signaltransduktionswegs, einer verminderten Expression von Komponenten der MHC-Klasse-I-Antigenprozessierungsmaschinerie (APM), Immunzellinfiltration eines immunsuppressiven Tumormikromilieus sowie schlechter Prognose von HER-2/neu-positiven Mammakarzinompatientinnen assoziiert ist/war. Im Gegensatz dazu führte die Transfektion von BGN in HER-2/neu-exprimierenden Zellen zu einer Reversion dieses sogenannten Immune escape-Phäno-typs, bei dem sich Tumorzellen der Erkennung durch Immunzellen entziehen und erhöhte zudem die Frequenz von Tumor-infiltrierenden Immuneffektorzellen. Diese Daten postulieren eine tumorsuppres-sive Aktivität von BGN, die durch komplexe HER-2/neu-vermittelte Prozesse moduliert wird. Das vorliegende Projekt soll zu einem besseren Verständnis der zugrundeliegenden molekularen Mecha¬nismen der HER-2/neu-vermittelten Inhibition der onkosuppressiven und immunogenen Funktionen von BGN, insbesondere der Reversion des Immune escape-Phänotyps, beitragen.

Prof. Dr. rer. med. Dr. med. habil. Andreas Weigert

Institut für Biochemie I (Pathobiochemie)
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Die Interaktion zwischen Tumor-assoziierten Makrophagen und Fibroblasten hemmt die Metastasierung im Mammakarzinom durch PGE2

In den letzten Jahren wurden signifikante Fortschritte gemacht, Komponenten der Tumormikroumgebung therapeutisch zu nutzen. Ein entsprechender Ansatz zielt auf die Depletion Tumor-assoziierter Makrophagen (TAM) via Hemmung der CSF1R Signaltransduktion ab. In präklinischen Modellen u.a. des Mammakarzinoms resultiert die Depletion von Makrophagen zwar, wie erwartet, in kleineren Primärtumoren, führt jedoch zu vermehrter Metastasierung. Eigene Vorarbeiten in Mammakarzinommodellen zeigen, dass eine Hemmung der Prostaglandin E2 (PGE2)-Produktion im Stroma durch Akkumulation von Tumor-assoziierten Fibroblasten (CAF) das gleiche Phänomen auslöst. Wir stellen die Hypothese auf, dass TAM die Metastasierung durch Limitierung der Expansion von CAF hemmen, und dass die Depletion von TAM oder die Hemmung der Interaktion von TAM mit CAF die Metastasierung fördert. Im vorgeschlagenen Projekt testen wir diese Hypothese, identifizieren Signale die ausgehend von CAF die Metastasierung fördern, analysieren ob durch kombinatorische Depletion von Makrophagen und assoziierter Signale in/von CAF eine Hemmung der Metastasierung erreicht wird, und validieren unsere Befunde mittels Patientenmaterial.

Endokrines System

Prof. Dr. rer. nat. Andrew Cato

Institut für Toxikologie und Genetik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Regulation der Aktivität des Androgenrezeptors und seiner Splicevariante AR-V7 durch das Co-Chaperon Bag-1L im fortgeschrittenen Stadium des Prostatakarzinoms

Androgene spielen eine zentrale Rolle bei der Entstehung maligner Prostatatumoren. Die in der Therapie von Prostatakarzinomen eingesetzten Anti-Androgene konkurrieren mit endogenen Androgenen um die Bindung an die C-terminale Ligandenbinde-Domäne (LBD) des Androgen Rezeptors (AR). Dieser Therapieansatz führt zunächst zu einer Reduktion des Tumorvolumens, jedoch entwickeln die meisten Patienten therapieresistente, letale Rezidive, die man als kastrations-resistenten Prostatakrebs (CRPC) bezeichnet. Im CRPC bleibt das Wachstum der Tumoren weiterhin abhängig von der Aktivität des AR. Dies ist auf die Expression konstitutiv aktiver AR Splicevarianten zurückzuführen, von denen AR-V7 bisher am besten charakterisiert ist. Die Hemmung der N-terminalen AR-Domäne ‚Activation Function 1‘ (AF-1) könnte die Aktivität des gesamten AR sowie seiner Splicevarianten inhibieren, erweist sich aus pharmakologischer Sicht jedoch schwierig, da diese Domäne keine stabile dreidimensionale Struktur besitzt. Eine vielversprechende Alternative stellt die Inhibierung von Interaktionen regulatorischer Proteine, wie z.B. das Co-Chaperon Bag-1L, mit der AF-1 des AR oder AR-V7 dar.

Dr. rer. nat. Ilaria Marinoni

Institut für Gewebemedizin und Pathologie
Universität Bern

Anwendung und Validierung einer 3D Primär-Zellkultur Pipeline für pankreatische neuroendokrinen Tumoren als Modell zur personalisierten Therapie-Indikation

Personalisierte Therapieansätze für PanNET Patienten fehlen bis heute in der Klinik. Die Seltenheit von, PanNET und fehlende aussagekräftige in vitro Modelle verhindern Fortschritte in personalisierten Therapieansätzen. Wir haben mit einer 3D in vitro Drug Screening Pipeline für PanNET ein Werkzeug entwickelt, um das Ansprechen von Tumoren auf bestimmte Therapien in vitro zu testen. Innerhalb dieses Projekts verfolgen wir das Ziel, das laufende in-vitro Medikamenten Screening in Lebermetastasen und fortgeschrittenen PanNET Primär-Tumoren zu komplettieren und neue prädiktive Biomarker zu identifizieren. Um die biologische Relevanz unseres PanNET Tumoroid Modells genauer zu untersuchen, planen wir das DNA Methylierungsprofil wie auch das Transkriptionsprofil der 3D-Zellkultur mit deren des primären Tumormaterials zu vergleichen. Zusätzlich werden wir unsere Drug Screening Pipeline für Biopsien von PanNET Lebermetastasen erweitern. Wir sehen in diesem Projekt grosses Potential, die Basis für klinische Studien basierend auf unserem Modell aufzusetzten und eine personalisierte Therapie-Selektion für PanNET Patienten zu ermöglichen.

Prof. Dr. Matthias Schott

Klinik für Endokrinologie und Diabetologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

BRAF V600E – Neoantigen-spezifische T-Zellen bei Patienten mit papillärem Schilddrüsenkarzinom

Das papilläre Schilddrüsenkarzinom (PTC) ist durch eine lymphozytäre Infiltration gekennzeichnet; dies ist a.e. Ausdruck einer Antitumorimmunität und mglw. Autoimmunität. Eine positive Korrelation zwischen Infiltrationsausmaß und klinischer Prognoseverbesserung wurde beschrieben. Bisher wurden beim PTC keine Tumor-Neoantigen-spezifische T-Zellen beschrieben. Aufgrund der häufigen BRAF V600E -Positivität von PTCs scheint es jedoch naheliegend, dass diese Zellen entsprechend nachzuweisen sind. Ein ähnliches Phänomen wurde für das maligne Melanom (häufig BRAFV600E -positiv) beschrieben. Auch hier werden Autoimmunphänomene (Vitiligo) beschrieben. Um die Bedeutung der BRAFV600E -spezifischen T-Zellen beim PTC untersuchen und einen möglichen Therapie-Ansatz entwickeln zu können (z.B. Vakzinierungs- bzw. Zelltransferstudien bei BRAFV600E -positiven, metastasierten PTC-Patienten), sollen in diesem Projekt sowohl in vivo Versuche im transgenen Tiermodell (einschl. adoptiver Zelltransfer) als auch in vitro Versuche im humanen System (u.a. Quantifizierung und funktionelle Analyse der Neoantigen-spezifischen T-Zellen) durchgeführt werden.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Prof. Dr. med. Konrad Aden

Klinik für Innere Medizin I
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Die Bedeutung des ER-Stress Proteins XBP1 für die Regulation von DNA Reparaturmechanismen und intestinaler Karzinogenese

Die Akkumulation von Mutationen in der intestinalen Stammzelle ist die molekulare „conditio sine qua non“ für die Entstehung des kolorektalen Karzinoms. Die RNaseH2b vermittelte Ribonukleotidexzisionsreparatur (RER) ist hierbei ein entscheidender Prozess zur Aufrechterhaltung genomischer Integrität. Der Abwesenheit von RNaseH2b im intestinalen Epithel (H2b∆IEC ) führt zu chronischen DNA Schäden und bei zusätzlicher Deletion des Tumorsuppressor Gens p53 zur spontanen Tumorentstehung. In dem vorgestellten Antrag soll die Hypothese getestet werden, dass der ER-Stress Regulator XBP1 eine entscheidende Rolle in der Regulation von DNA-Reparaturmechanismen und der intestinalen Karzinogenese spielt. Um diese Hypothese zu untersuchen wird mittels genetischer Mausmodelle die Funktion des ER-Stress Regulationsproteins XBP1 auf die Regulation von DNA Reparaturmechanismen und die intestinale Tumorgenese untersucht. Durch die Verwendung von next-generation sequencing Technologien (Exome-, Transcriptome-, Whole Genome Sequencing; WGS) sollen die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen der XBP1-abhängigen DNA Reparatur entschlüsselt und für eine potentielle klinische Translation getestet werden.

Dr. rer. nat. Frank Edlich

Institut für Biochemie und Molekularbiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Selektive Applikation von BAX-Fusionsproteinen zur Apoptose-Initiation in gastrointestinalen Tumorzellen

Apoptose wird zell-autonom induziert und bewirkt einerseits Zelltod in anfälligen Nicht-Tumorzellen und andererseits Therapie-induzierte Selektion von Tumorzellen. In der ersten Förderperiode konnten wir die mechanistische und klinische Relevanz unterschiedlicher Apoptose-Prädisposition in human Leberkrebspatienten aufzeigen. Zudem konnten wir BAX-Varianten herstellen, die Signalweg-unabhängig den geregelten Zellsuizid initiieren. Das präzise Liefern dieser Proteinvarianten zu den Zielzellen wurde herbei durch N-terminale Fusionen mit Rezeptorliganden ermöglicht und konnte bereits in vitro belegt werden. Die Verlängerung dieses Projektes ist nun darauf ausgerichtet, die Entwicklung einer zytotoxischen Tumortherapiestrategie mittels toxischer BAX-Fusionsproteinen in Leberkrebszellen mit dosisabhängiger Induktion mitochondrialer Apoptose in vivo zu ermöglichen. Durch die hier eingesetzte regulationsunabhängige BAX-Aktivität kann unterschiedliche Prädisposition und Adaption der Tumorzellen effektiv umgangen werden. Perspektivisch soll eine hoch-wirksame und personalisierbare Tumortherapiestrategie etabliert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Jörg Fahrer

Fachbereich Chemie
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau

Untersuchung des therapeutischen Potentials von CPI-613 und Irinotecan zur Hemmung von Invasion und Metastasierung beim kolorektalen Karzinom

Dickdarmkrebs (kolorektales Karzinom, KRK) ist eine häufige Krebserkrankung, bei welcher die Chemotherapie eine wichtige Therapiesäule darstellt. Trotz verbesserter Therapiemodalitäten ist die 5-Jahresüberlebensrate beim fortgeschrittenem KRK gering, weshalb neue Ansätze benötigt werden. In der ersten Förderperiode konnten wir demonstrieren, dass die Verbindung CPI-613 in KRK-Zellen unabhängig von deren molekularen Subtyp zytotoxisch und der Muttersubstanz α-Liponsäure überlegen ist, sowie in Zelllinien und Xenograft-Mausmodellen des KRK mit dem Zytostatikum Irinotecan (IT) synergistisch wirkt. Basierend auf diesen Befunden und weiteren Vorarbeiten ist geplant, im ersten Projektteil die anti-metastatische Wirkung von CPI-613 und IT in verschiedenen KRK-Zellen und von Metastasen-abgeleiteten Zelllinien zu untersuchen. Im zweiten Projektteil sollen die Befunde auf ein Mausmodell der pulmonalen sowie hepatischen Metastasierung von KRK-Zellen übertragen und die therapeutische Wirkung von CPI-613 in Kombination mit IT überprüft werden. Außerdem ist vorgesehen, die aussichtsreiche Pilotstudie zur therapeutischen Wirkung von CPI-613 zusammen mit IT im AOM/DSS-Modell des KRK abzuschließen.

Prof. Dr. PhD Stephan Feller

Institut für Molekulare Medizin
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Kombinationstherapie-Entwicklung für das Plattenepithelkarzinom der Zunge

Molekular zielgerichtete Monotherapien bei Tumoren sind meist nur begrenzt effektiv, da sich oft rasch Therapieresistenzen entwickeln. Die Anwendung klinisch etablierter Medikamente in neuen Kombinationen (Drug Repurposing) kann hier möglicherweise schnellere Abhilfe schaffen als die Suche nach völlig neuen Substanzen. Dieser ‘FastTrack’ ist jedoch für Pharmafirmen kommerziell wenig interessant. Neue Institute wie das Target Discovery Institute der Universität Oxford (TDI) werden daher eigens eingerichtet um akademischen Forschern Kombinationscreens zu ermöglichen. Wir haben mit dem TDI eine Pilotstudie und anschließend sehr erfolgreich einen robotergestützten, großen Kombinationsscreen durchgeführt, sowie ausgesuchte, vielversprechende Kombinationstherapieansätze initial validiert. Diese Zusammenarbeit wird auch im Rahmen des seit 2017 EU-geförderten Forschungsnetzwerkes Halle - Oxford (HAL-OX) fortgesetzt und ausgebaut. Durch unsere umfangreichen Studien konnten wir z.B. zeigen, dass die Inhibition von Src Familie Kinasen mit Dasatinib in Kombination mit klinisch getesteten HSP90 Inhibitoren interessante, synergistische Effekte ermöglichen. In dieser zweiten Antragsphase, für die lediglich Sachmittel beantragt werden, da es uns gelungen ist einen hochmotivierten Doktoranden mit eigenem, kompetitiven Stipendium für das Projekt zu gewinnen, sollen neben mechanistischen Analysen und 3D-Zellexperimenten, erste Tierexperimente initiiert werden, um eine Grundlage für klinische Testungen zu generieren. Bisher gibt es keine etablierten, molekular zielgerichteten Therapien für Zungenkarzinome, so dass unser Ansatz im Erfolgsfall einen sehr signifikanten Fortschritt bei der Therapie dieser Tumoren bedeutet.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Heiko Hermeking

Pathologisches Institut
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Parakrine Regulation der Progression des Kolorektalkarzinoms durch Nidogen-1

Die epithelial-mesenchymale Transition (EMT) trägt entscheidend zur Metastasierung bei, indem sie Invasivität, Stammzell-Eigenschaften und Chemoresistenz von Tumorzellen vermittelt. Wir konnten zeigen, dass konditioniertes Medium (KM) von mesenchymal-artigen Kolorektalkarzinom (KRK) Zell-Linien in epithelial-artigen KRK Zell-Linien EMT, Invasivität und Chemoresistenz induziert. Zudem konnte eine Aktivierung des Tumorsuppressors p53 in den KM-produzierenden, mesenchymal-artigen Zellen die Induktion von EMT in den Empfängerzellen verhindern. Hierfür war die Repression der NID1/Nidogen-1 Expression durch die p53-induzierten MicroRNAs miR-192 und miR-215 notwendig. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass KRKs nach p53-Inaktivierung vermehrt NID1 ausscheiden, welches durch die Induktion von EMT in benachbarten Zellen zur Tumorprogression beiträgt. Alle bisherigen Untersuchungen hierzu wurden in der Zellkultur durchgeführt. In der hier vorgeschlagenen Studie werden wir Patientenmaterial und Mausmodelle analysieren, um die in vivo Rolle von NID1 bei der KRK-Progression zu bestimmen. Darüber hinaus werden wir den Mechanismus der durch NID1-induzierten EMT und die Regulation der NID1 Expression im Detail untersuchen.

Prof. Dr. rer. nat. Jörg König

Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Cancer-type OATP1B3 (Ct-OATP1B3): Untersuchungen zum Substratspektrum, zur Lokalisation, zu pathophysiologischen Mechanismen sowie zur klinischen Relevanz beim kolorektalen Karzinom

Gegenstand dieses Forschungsvorhabens ist eine Variante des Aufnahmetransporters OATP1B3, das Ct-OATP1B3-Protein (Cancer-type-Organic Anion Transporting Polypetide 1B3), welche in verschiedenen Tumorgeweben identifiziert wurde. Da die bisherige Datenlage zur Expression, Lokalisation, zum Substratspektrum und zur klinischen Relevanz sehr uneinheitlich ist, soll diese Transportervariante genauer charakterisiert werden. Dazu werden verschiedene Zellmodelle verwendet und mittels Transportassays, konfokaler Fluoreszenzmikroskopie, LC-MS/MS-basierten Protein-Quantifizierungen und „untargeted“ Proteomics Analysen sowie NGS-RNA-Expressionsanalysen sowohl Lokalisation, Substrateigenschaften und Auswirkungen der Ct-OATP1B3-Expression auf Signalwege untersucht. Zudem besteht Zugang zu mehr als 400 Kolonkarzinom- und ca. 250 Rektumkarzinomproben mit zahlreichen Informationen zum Krankheitsverlauf der Patienten. Anhand von Expressions- und Korrelationsanalysen kann damit die klinische Relevanz dieses Transporters bei einer großen Kohorte analysiert werden. Alle Daten sollen zur Klärung der pathophysiologischen Relevanz dieses Transportproteins beim Kolon- und Rektumkarzinom beitragen.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Oliver Krämer

Institut für Toxikologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Tumorrelevante Funktionen und therapeutische Relevanz des Phosphatase-2A/PR130 Komplexes im Pankreaskarzinom

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist eine besonders schwer zu behandelnde und fast immer tödliche Tumorart. Um für solche Pankreaskarzinome präzise Therapien zu finden, müssen sie molekular besser charakterisiert werden. Die onkogene Signalleitung über die Phosphorylierung und Dephosphorylierung von Proteinen durch Kinasen beziehungsweise Phosphatasen ist in vielen Tumoren, einschließlich dem Bauchspeicheldrüsenkrebs, gegenüber normalem Gewebe entartet und treibt die Entstehung von Krebszellen und deren Therapieresistenz an. Obwohl die Funktionen von Phosphatasen in Tumoren weitgehend unverstanden sind, gibt es erste Hinweise darauf, dass Phosphatasen vielversprechende Ansatzpunkte für neuartige therapeutische Interventionen darstellen. Die Proteinphosphatase-2A (PP2A) kommt in Zellen als Dimer aus einer strukturellen Untereinheit A (PPP2AA) und einer katalytischen Untereinheit C (PPP2CA) vor. Mindestens 17 unterschiedliche regulatorische B-Untereinheiten vermitteln in einem trimeren Komplex die Spezifität des PP2A A/C Komplex für dezidierte Substrate. Unsere Vorarbeiten legen eine kontextabhängige, onkogene Funktion der regulatorischen Untereinheit PPP2R3A, welche in der Literatur aufgrund ihres Molekulargewichts von 130 kDa überwiegend PR130 genannt wird, in einem aggressiven Pankreaskarzinomsubtyp nahe. Wir wollen daher die Funktionen von PR130 eingehend untersuchen und verstehen. Weiterhin wollen wir überprüfen ob die pharmakologische Hemmung der PP2A Aktivität eine neue therapeutische Option für das Pankreaskarzinom darstellt und PP2A-basierte Kombinationstherapien entwickeln. Hiervon erhoffen wir uns ein hohes Potential für die Etablierung neuer Therapien und eines neuen Stratifizierungsmarkers für Patienten mit Pankreaskarzinom.

Prof. Dr. rer. nat. Martin Müller

Programm Infektionen und Krebs
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Papillomvirus-Impfstoff mit prophylaktischen und therapeutischen Eigenschaften

Das Zervixkarzinom ist weltweit die vierthäufigste Krebserkrankung bei Frauen und ist fast immer mit Infektion von humanen Papillomaviren (HPV) assoziiert. Es besteht Bedarf an alternativen Impfstoffen der 2. und 3. Generation. Das HPV L2 Protein bietet die Möglichkeit, eine kreuzprotektive Immunantwort gegen viele HPV zu induzieren, zeigt jedoch eine geringe Immunogenität, so dass L2 Epitope zwingend einen Träger (‚scaffold‘) zur Präsentation erfordern. Dazu verwenden wir Thioredoxin (Trx), in welches wir Epitope von HPV L2 Proteinen einsetzen. Die Entwicklung dieses Impfstoffs wurde u.a. von der Sanderstiftung ermöglicht. In dem vorliegenden Antrag planen wir den Impfstoff auf therapeutische Wirkung zu erweitern, um auch solche Frauen zu erreichen, die bereits mit den HPV infiziert sind. Hierzu werden relevante T-Zell Epitope in das Impfstoffantigen eingefügt. Vorarbeiten zeigen, dass das Impfantigen für therapeutische Vakzinierung geeignet ist. Die Förderung soll uns eine systematische Weiterentwicklung der Impfstoffkandidaten ermöglichen.

Dr. Tobias Reiff

Institut für Genetik
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Konvergenz von lokalen und hormonellen Signalwegen in Tumorstammzellen des kolorektalen Karzinoms: Kontrolle des Wnt-Signalwegs durch crooked-legs in Drosophila melanogaster

Das kolorektale Karzinom (CRC) entsteht initial durch Mutationen in intestinalen Stammzellen (ISC) die zu abberanter Aktivierung des Wnt-Signalwegs führen. Generell ist für Frauen und im Besonderen bei Östrogenersatzbehandlung eine geringere CRC-Inzidenz zu beobachten. Unsere vorläufigen Daten in ISC adulter Drosophila melanogaster legen nahe, dass der dem Östrogenrezeptor verwandte Ecdyson-Steroidhormonrezeptor (EcR) über den Transkriptionsfaktor crooked-legs die ISC-Proliferation und Differenzierung durch Wnt-Liganden steuert. Interessanterweise rettet forcierte wg-Expression den crooked-legs-Funktionsverlust und belegt eine wichtige Rolle der EcR/crooked-legs/Wnt-Achse im Wnt-ligandenabhängigen CRC. Durch zeit- und zelltypspezifische in vivo-Manipulation von ISC in Physiologie und Pathologie (CRC-Modelle) werden wir crooked-legs und sein humanes Ortholog ZNF841 mit modernster Methodik wie CRISPR/Cas9-induziertem Knockout und RNA-Transkriptomsanalyse detailliert untersuchen. Unsere Ergebnisse werden mechanistisch erklären wie Ecdyson die Aktivierung des lokalen Wnt-Signalweg kontrolliert und somit Einblicke gewähren wie Steroidhormone die CRC-Pathogenese beeinflussen.

Jun. Prof. Christoph Reinhardt

Centrum für Thrombose und Hämostase (CTH)
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Mikrobiom-abhängige Regulation des Hedgehog-Signalwegs über Toll-like Rezeptor-2 in der entzündungsabhängigen Entstehung kolorektaler Karzinome

Im Projekt wird kausal die Wirkung des Darmmikrobioms auf die entzündungsabhängige Entstehung kolorektaler Karzinome mit gnotobiotischen Mausisolatortechnik erforscht. Unsere Vorergebnisse mit keimfreien Mäusen zeigen, dass der Hedgehog (Hh)-Signalweg, dessen Inaktivierung mit der Entstehung von Karzinomen in Verbindung steht, durch die mikrobielle Kolonisierung des Darms über den Toll-like Rezeptor-2 (TLR2) Immunrezeptor inaktiviert wird. TLRs wurden mit Adenom- und Polypenbildung assoziiert. Um die Rolle von Mikrobiota-induziertem TLR2-Signaling bei der Entstehung von Darmkrebs in entzündlichen Darmerkrankungen zu untersuchen, wird die Dextran Natriumsulfat-induzierte Bildung kolorektaler Neoplasmen in keimfreien und konventionell-aufgewachsenen Wildtyp und TLR2-defizienten Mäusen verglichen. Durch die Verabreichung des Inhibitors Vismodegib und des Aktivators Purmorphamin wird die Wirkung Mikrobiota-regulierter Hh-Signale auf den inflammatorischen Phänotyp analysiert. Das Projekt wird klären ob eine pharmakologische Intervention oder probiotische Manipulation des Mikrobioms zur Verstärkung des Hh-Signalwegs die Entzündung und die Entstehung von kolorektalen Tumoren vermindert.

Prof. Dr. med. Jens T. Siveke

Translationale Onkologie solider Tumore
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Charakterisierung und Targeting metabolischer Zielstrukturen in molekularen Subtypen des Pankreaskarzinoms

Zahlreiche Untersuchungen unterstützen die Existenz von zwei relevanten molekularen Subtypen des duktalen Adenokarzinom des Pankreas (PDAC), welche unterschiedliche metabolische Aktivitäten aufweisen: quasi-mesenchymale PDAC katabolisieren Glukose, während klassische PDAC Fettsäuren und Lipide verstoffwechseln. Diese Unterschiede könnten therapeutische Zielstrukturen darstellen. In diesem Antrag soll eine umfassende Analyse des Glukose- und Fettäure-Stoffwechsels in relevanten Modellsystemen wie Patienten-abgeleiteten Xenografts und primären Zellen durchgeführt werden, um metabolische Zielstrukturen zu identifizieren. Genexpressionsanalysen, metabolische Profile und Hochdurchsatz-Sensitivitätsassays zu Inhibitoren des Glukose- und Fettsäure-Stoffwechsels sollen in QM und klassischen PDACModellen durchgeführt werden. Metabolische Kandidaten werden mit klinischen Parametern korreliert und funktionell mittels genomischen und pharmakologischen targeting weiter charakterisiert.

Genitaltrakt, männlich

Dr. med. Felix Bremmer

Institut für Pathologie
Georg-August-Universität Göttingen

Detektion neuer therapeutischer Zielgene in Cisplatin resistenten Keimzelltumoren

Die gute Prognose maligner Keimzelltumoren (germ cell tumours, GCT) wird weiterhin durch Minderheit therapieresistenter GCT mit sehr schlechter Prognose beeinträchtigt. Daher kommt dem Verständnis der Therapieresistenz und ihrer Überwindung eine entscheidende Bedeutung zu. Unsere Vorarbeiten deuten darauf hin, dass Kinasen eine wichtige Rolle bei der Resistenzentwicklung der GCT spielen könnten. Diese Rolle wurde im laufenden Projekt und soll im vorliegenden Forschungsprojekt mittels funktioneller Analysen an GCT-Zelllinien und menschlichen Tumorproben weiter untersucht werden. Ziele des Projektes sind: (I) Funktionelle Testung der aufgrund der vorangegangenen Periode schon identifizierten und weiteren Kandidatengene in den Zelllinien durch gezielte Gen-Regulation mit siRNAs und pharmakologischen Inhibitoren. (II) Verifizierung der differentiell exprimierten Kandidatenproteine an Formalin-fixierten, Paraffin-asservierten humanen Tumorproben therapie-sensibler und therapie-resistenter primären GCT und Proben aus deren Metastasen (soweit vorhanden)

Genitaltrakt, weiblich

PD Dr. med. Holger Bronger

Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde
Technische Universität München (TUM)

Proteolytischer Abbau von Chemokinen als neuartiger Resistenzmechanismus einer PARP-Inhibition beim Ovarialkarzinom

PARP-Inhibitoren (PARPi) haben sich in den letzten Jahren einen festen Stellenwert in der Therapie des Ovarialkarzinoms erobert. Allerdings sprechen viele Tumoren gar nicht oder nur unzureichend an, so dass sich die Frage nach den zugrundeliegenden Resistenzmechanismen stellt. Mehrere aktuelle Arbeiten zeigen, dass PARPi nicht nur über die bekannte Hemmung der DNA-Reparatur funktionieren, sondern auch durch Aktivierung des STING-Signalwegs in Tumorzellen die Ausschüttung bestimmter Chemokine und damit eine echte eigene Immunantwort gegen den Tumor induzieren. Wir konnten in Vorarbeiten zeigen, dass Kallikrein-ähnliche Peptidasen (KLKs), die häufig im Ovarialkarzinom überexprimiert sind, genau diejenigen Chemokine spalten und inaktivieren können, die durch PARPi freigesetzt werden. Im vorliegenden Projekt wollen wir daher prüfen, welche Chemokine ganz genau durch PARPi hochreguliert werden, inwieweit die PARPi-Wirkung von dieser Chemokinsekretion abhängig ist und ob die KLK-Expression einen PARPi-Resistenzmechanismus darstellt. In diesem Falle könnten KLKs nicht nur prädiktive Marker, sondern neue therapeutische Zielstrukturen zur Durchbrechung einer PARPi-Resistenz sein.

Haut + malignes Melanom

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Baki Akgül

Institut für Virologie
Universität zu Köln

Mechanismus der Integrin α3β1 / Fibronektin abhängigen Invasion HPV8 positiver Keratinozyten.

Sowohl Patienten mit der erblichen Hautkrankheit Epidermodysplasia verruciformis, als auch immunsupprimierte Organtransplantatempfänger stellen Patientengruppen dar, die ein hohes Risiko zur Bildung von Hautkrebs aufweisen. Diese Karzinome sind oftmals positiv für humane Papillomviren (HPV) des Genus Beta, wie z.B. HPV8. Der molekulare Mechanismus der HPV8-induzierten Keratinozyten-Invasion war jedoch bisher nicht bekannt. Im Rahmen von Forschungsprojekten, die bereits von der Wilhelm Sander Stiftung gefördert worden waren, konnten wir zeigen, das sowohl Zell-Zell (Heuser et al., 2016a), als auch Interaktionen der HPV positiven Zellen über den Integrin α3β1 Komplex mit dem Bindegewebsprotein Fibronektin (Heuser et al., 2016b) die Invasion von Keratinozyten ermöglichen. Im Rahmen dieses Fortsetzungsantrags sollen nun die α3β1 Integrin / Fibronektin abhängigen zellulären Signalwege beschrieben werden, deren Manipulation in HPV8 positiven Keratinozyten die Zell-Invasion steuern. Diese Befunde werden weitere Beweise für den Zusammenhang zwischen HPV und der Hautkrebsentwicklung liefern und Möglichkeiten zur Entwicklung von therapeutischen Impfungen eröffnen.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Baki Akgül

Institut für Virologie
Universität zu Köln

Mechanismus der Integrin α3β1 / Fibronektin abhängigen Invasion HPV8 positiver Keratinozyten

Sowohl Patienten mit der erblichen Hautkrankheit Epidermodysplasia verruciformis, als auch immunsupprimierte Organtransplantatempfänger stellen Patientengruppen dar, die ein hohes Risiko zur Bildung von Hautkrebs aufweisen. Diese Karzinome sind oftmals positiv für humane Papillomviren (HPV) des Genus Beta, wie z.B. HPV8. Der molekulare Mechanismus der HPV8-induzierten Keratinozyten-Invasion war jedoch bisher nicht bekannt. Im Rahmen von Forschungsprojekten, die bereits von der Wilhelm Sander Stiftung gefördert worden waren, konnten wir zeigen, das sowohl Zell-Zell (Heuser et al., 2016a), als auch Interaktionen der HPV positiven Zellen über den Integrin α3β1 Komplex mit dem Bindegewebsprotein Fibronektin (Heuser et al., 2016b) die Invasion von Keratinozyten ermöglichen. Im Rahmen dieses Fortsetzungsantrags sollen nun die α3β1 Integrin / Fibronektin abhängigen zellulären Signalwege beschrieben werden, deren Manipulation in HPV8 positiven Keratinozyten die Zell-Invasion steuern. Diese Befunde werden weitere Beweise für den Zusammenhang zwischen HPV und der Hautkrebsentwicklung liefern und Möglichkeiten zur Entwicklung von therapeutischen Impfungen eröffnen.

PD Dr. rer. nat. Hans-Dietmar Beer

Dermatologische Klinik
Universität Zürich

Charakterisierung d. Rolle d. NLRP1-Inflammasoms bei d. Hautkrebsentstehung

Haut besteht aus der äußeren Epidermis mit Keratinozyten und der inneren Dermis mit Fibroblasten. Die Wechselwirkungen beider Zelltypen sind essentiell für Homöostase, Reparatur und Krebsentstehung der Haut. Weißer Hautkrebs ist die häufigste Krebsart und wird durch UVB-Strahlen verursacht. Das NLRP1-Inflammasom, ein Proteinkomplex, der von menschlichen aber nicht von murinen Keratinozyten hergestellt wird, fungiert als UVB-Sensor in der Haut, der den Sonnenbrand hervorruft. Neue Arbeiten zeigen, dass NLRP1 eine frühe tumorunterstützende und eine späte tumorinhibierende Rolle bei der Hautkrebsentstehung spielt. Zur Aufklärung schlagen wir Experimente mit einem UVB-bestrahlten dreidimensionalen Haut- und Tumormodel vor. Funktionen von NLRP1 bei der frühen Tumorentwicklung können über die Identifizierung UVB-induzierter NLRP1-abhängiger Signalwege in Fibroblasten und Keratinozyten durch Proteomics und Transcriptomics aufgeklärt werden. Experimente mit einem dreidimensionalen Tumormodel in vitro und in der Ratte werden zur Aufklärung der Rolle von NLRP1 im etablierten Tumor beitragen. Dies könnte zur Entwicklung neuer Strategien für Diagnose und Therapie von Hautkrebs beitragen.

Dr. rer. nat. Marco Frentsch

Berlin-Brandenburg Center for Regenerative Therapies (BCRT)
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Aufklärung von Dysfunktionen der Anti-Tumor CD40L-CD40 Signalachse bei Melanom Patienten

Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICI) können bemerkenswerte Therapieerfolge bei Tumorpatienten erzielen. Jedoch bleibt bei einem Großteil der Patienten der Behandlungserfolg aus, sodass weiterhin neue, gezielte Ansätze benötigt werden. In Vorarbeiten konnten wir demonstrieren, dass die Expression von CD40L auf CD8+ T-Zellen essentiell für die Anti-Tumor Immunität, insbesondere bei CD40+ Tumoren, sein kann. Viele humane Tumorentitäten exprimieren CD40 und die T-Zell vermittelte Quervernetzung von CD40 durch CD40L kann Apoptose induzieren, während alleiniges Binden von αCD40 Antikörpern dafür meist nicht ausreichend ist. Dieser Mechanismus scheint aber bei progredienter Tumorerkrankung nicht zu funktionieren. Um dies besser zu verstehen, möchten wir zirkulierende und Tumor-infiltrierende T-Zellen im Verlauf von ICI Therapien charakterisieren. Komplementär werden wir die Empfindlichkeit von Melanomzellen für die CD40-vermittelte Apoptose sowie weitere in dem Zusammenhang wichtige Faktoren, wie z.B. Signalwege und Splicing, analysieren. Ein besseres Verständnis der Dysfunktionen bei der CD40L-CD40 Signalachse kann neue Therapieansätze beim Melanom und anderen Krebserkrankungen ermöglichen.

Prof. Dr. rer. nat. Frank Stubenrauch

Institut für Medizinische Virologie und Epidemiologie der Viruskrankheiten
Eberhard Karls Universität Tübingen

Analyse des Replikationszyklus von nicht-melanozytärem Hautkrebs-assoziierten beta-humanen Papillomviren in humanen Keratinozyten

Bestimmte humane Papillomviren (HPV) aus dem Genus alpha, v.a. HPV16, verursachen Zervix-, Anal- und Oro-Pharynxkarzinome. Beta-HPV hingegen werden mit nicht-melanozytärem Hautkrebs bei Immunkompetenten, immunsupprimierten Transplantatempfängern und Patienten mit der Erbkrankheit Epidermodysplasia verruciformis (EV) in Verbindung gebracht. Die Pathogenesemechanismen von beta-HPV werden derzeit nach heterologer Expression viraler Gene in Keratinozyten oder transgenen Mausmodellen untersucht, da bisher kein Keratinozyten-Modell für beta-HPV beschrieben wurde, in welchem die viralen Genome replizieren und somit physiologische Mengen viraler Proteine exprimiert werden. Unsere Vorarbeiten zeigen erstmals, dass Transkripte von beta-HPV8, 38 und 49 Genomen in normalen humanen Keratinozyten nachweisbar sind und dass die virale Transkription durch das virale E8^E2 Protein limitiert wird. Dies legt nahe, dass eine limitierte Replikation von beta-HPV Genomen in humanen Keratinozyten stattfindet, was es erstmals erlaubt, den Beitrag viraler Proteine, insbesondere der Onkoproteine E6 und E7, und EV-Suszeptibilitätsgenen zur Replikation unterschiedlicher beta-HPV in Keratinozyten zu untersuchen.

Herz + Gefäße

Prof. Dr. med. Christian Sinzger

Institut für Virologie
Universität Ulm

Hemmung der zell-assoziierten Ausbreitung des menschlichen Cytomegalovirus durch Peptid-Derivate des „platelet-derived growth factor receptor alpha“ (PDGFRα)

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) bedroht nach wie vor immungeschwächte Patienten z.B. nach Stammzell-Transplantation. Zur Pathogenese trägt vermutlich die zellassoziierte Ausbreitung bei, indem sie das Virus dem Zugriff neutralisierender Antikörper entzieht. In Vorarbeiten fanden wir Peptidfragmente des zellulären HCMV-Rezeptors PDGFRα, die die zellassoziierte Ausbreitung hemmen können. Ziel des Projektes ist es, den Wirkmechanismus dieser Peptide aufzuklären, durch gezielte Modifikationen die Wirksamkeit weiter zu steigern, und potentielle Wirkstoffe in Zellkulturmodellen zu überprüfen, die physiologische Situationen simulieren. Methodisch soll die Analyse fluoreszierender Mutanten eines Isolat-ähnlichen HCMV-Stammes, die Suche nach viralen Zielstrukturen mittels getaggter Peptide und eine elektronenmikroskopische Analyse der zellassoziierten Ausbreitung von HCMV eingesetzt werden. Die minimal nötige Peptidsequenz soll definiert, die Löslichkeit und Stabilität gegebenenfalls optimiert und durch Multimerisierung die Bindungsstärke erhöht werden. Das Projekt soll eine neuartige zusätzliche Behandlungsoption entwickeln und Grundlagen der zellassoziierten Ausbreitung aufklären.

Immunsystem + Hämatopoese

Dr. rer. nat. Matthias Bartneck

Klinik für Gastroenterologie, Stoffwechselerkrankungen und Internistische Intensivmedizin (Med. Klinik III)
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Modulation myeloider Zellen in der Hepatokarzinogenese mit klinisch einsetzbaren Lipid-basierten Nanoträgern für Mikro-RNA-Modulatoren

Die Inzidenz von Leberkrebs, meistens in Form des hepatozellulären Karzinoms (HCC), steigt stetig, aber die Therapieoptionen sind immer noch stark begrenzt. Unsere Vorarbeiten haben gezeigt, dass eine Blockade der CCR2+ Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) im HCC zwar eine signifikante Reduktion der Angiogenese erreicht, das Tumorwachstum aber nur leicht reduziert wird. Die mRNA-Profile der TAM Subtypen unter CCL2 Inhibition deuten darauf hin, dass CCR2-TAM teilweise die Funktionen der reduzierten CCR2+ TAM kompensieren. Auf der Basis ihrer Phagozytose nehmen die TAM Nanoträger viel stärker auf als andere Zellen und können daher mit geeigneten Formulierungen zur verbesserten Behandlung von Leberkrebs effektiv mit den miRNT umprogrammiert werden. Daher sollen nun alle TAM-Subtypen in eine Modulation eingeschlossen werden. Ein neues Mikrofluss-Verfahren ermöglicht die Generierung von klinisch einsetzbaren, fluoreszenten Nanoträgern für mikro-RNA-Modulatoren (miRNT) zur Hemmung angiogener, suppressiver oder aktivierender Funktionen der TAM. Das Tumorwachstum soll dadurch noch stärker gehemmt werden.

Prof. Jean-Pierre Bourquin

Zentrum für Onkologie des Universitäts-Kinderspital Zürich
Universität Zürich

Funktionelle Präzsisionsmedizin für rezidivierende Leukämien im Kindesalter

Leukämien werden oft durch chromosomale Veränderungen verursacht, die zur Fusion von Transkriptionsfaktoren führen. In der Regel genügt dies nicht, um eine Leukämie zu erzeugen. Weitere kooperierende genetische Läsionen sind notwendig, um die hämatopoietischen Vorläuferzellen zur Leukämie umzuprogrammieren. TCF3-PBX1 als Resultat der Translokation t(1;19) ist ein solch chimärer Fusions-Transkriptionsfaktor, der in blutbildenden Vorläuferzellen die Entstehung einer fatalen Leukämie vorantreibt. TCF3-PBX1 positive ALL ist in vielen Fällen mit hochdosierter Chemotherapie heilbar. Kommt es zu einem Rezidiv, wird die Prognose deutlich schlechter, und Kinder mit rezidivierter TCF3-PBX1 positiver ALL können heutzutage oft nicht mehr geheilt werden. Wir haben eine weltweit einmalige Sammlung von Patientenproben von Erstdiagnose, Remission und Rezidiv mit TCF3-PBX1 ALL innerhalb der IntReALL Studiengruppe zusammengestellt. Wir schlagen vor, damit die genomische Landschaft von TCF3-PBX1 Rezidiven zu untersuchen, die kooperierenden Läsionen zu identifizieren und neue Behandlungswege auf unserer bildgebungsgestützten Analyseplattform auf den relevanten Patientenproben funktionell zu testen.

Dr. rer. nat. Heiko Bruns

Medizinische Klinik 5 – Hämatologie und Internistische Onkologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Funktion und Bedeutung der Tumor-assoziierten Makrophagen beim Multiplen Myelom

Das Multiple Myelom (MM) ist eine der häufigsten hämatologischen Neoplasien und kann trotz der Entwicklung neuer Therapiemodalitäten (Imide, Proteasomen-Inhibitoren, Antikörper und CAR T-Zellen) bisher bei der Mehrheit der Patienten nicht geheilt werden. Bislang nur teilweise verstandene Interaktionen mit Zellen des Knochenmark-Mikromileus spielen für das Überleben der Myelomzellen eine entscheidende Rolle. Mit Hilfe des Erstantrages haben wir darlegen können, dass Tumor-assoziierte Makrophagen (TAMs) aufgrund eines aktiven Inflammasoms wesentlich am Erhalt des malignen Wachstums und an der Chemotherapie-Resistenz beteiligt sind. Außerdem konnten wir zeigen, dass die Effektorfunktionen von TAMs beim MM beeinträchtigt sind, und diese durch Lenalidomid teilweise wieder restauriert werden können. Die Antikörpervermittelten Effektorfunktionen wollen wir nun genauer untersuchen. Obwohl therapeutische Antikörper bei der Behandlung des MM Einzug erhalten haben, gibt es doch noch Unklarheiten wie sich auch hier Resistenzen und Antigenverlustvarianten entwickeln. Im vorliegenden translationalen Projekt soll daher das Wechselspiel zwischen Myelomzellen und Makrophagen bei der Antikörper-vermittelten Phagozytose (ADCP) genauer analysiert werden. Aufbauend auf entsprechenden Vorarbeiten soll untersucht werden, (i) ob die Phagozytose von Myelomzellen einen immunsuppressiven Makrophagen-Phänotyp induziert, (ii), inwieweit Makrophagen nach ADCP noch in der Lage sind T-Zellen zu aktivieren, und (iii) ob durch die ADCP Antigenverlustvarianten entstehen können. Langfristiges Ziel ist eine Modulation der Phagozytose als neuartige therapeutische Strategie beim MM.

Dr. med. Alexander Carpinteiro

Institut für Molekularbiologie
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Mitochondriale Kv1.3-Ionenkanäle als therapeutischer Angriffspunkt zur Behandlung des Multiplen Myeloms

Der Kaliumkanal Kv1.3 wird in Mitochondrien von Tumorzellen exprimiert. Hemmung von Kv1.3 durch neue, von uns synthetisierte Mitochondrien-spezifische Inhibitoren, verändern mitochondriale Funktionen so, dass über die Freisetzung von Sauerstoffradikalen Zelltod induziert wird. Da sich der mitochondriale Sauerstoffradikal-Metabolismus zwischen nicht-malignen und malignen Zellen unterscheidet, können durch Kv1.3-Hemmung spezifisch maligne Zellen getötet werden. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass eine einmalige Behandlung von Myelomzellen mit unseren neuen Kv1.3-Hemmern ausreicht, um bereits ca. 95% der Tumorzellen abzutöten, während gesunde hämatopoetische Zellen selbst in vielfach höheren Konzentrationen überleben. Wir werden anhand von unterschiedlichen Patientenproben die Wirksamkeit von Kv1.3 Inhibitoren charakterisieren. Anhand von Zelllinien werden wir molekulare Wirkungs- und Resistenzmechanismen identifizieren und diese für eine bessere Wirksamkeit in vitro und, darauf aufbauend, in vivo in einem Mausmodell für das Multiple Myelom pharmakologisch manipulieren. Diese arbeiten sollen die Grundlage für eine neuartige Therapie des Multiplen Myeloms legen.

Dr. med. Monica Cusan

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Effekt der Mikroumgebung auf die AML Behandlung mittels LSD1-Inhibition

Es ist heutzutage bekannt, dass die Mikroumgebung eine wichtige Rolle für das Wachstum und Therapieansprechen von Krebszellen spielt. Diese Effekte sind allerdings von Tumorart, Immunstatus des Patienten und Therapie abhängig. Die Erforschung von Interaktionen zwischen Milieu und Tumorzellen der akuten myeloischen Leukämie bietet die Chance, „Schwachstellen“ der Erkrankung zu identifizieren und neue Therapieoptionen zu entwickeln. Bei einer vielversprechenden Therapieoption mittels eines Inhibitors der Lysin-spezifischen Demethylase 1 für die Behandlung von verscheidenen Krebserkrankungen haben wir beobachtet, dass leukämische Empfängermäuse resistent wurden, wenn eine myeloablative Bestrahlung vor Transplantation der Leukämie durchgeführt worden war. Hiermit erzielen wir Erläuterung der Resistenzmechanismen durch in vitro und in vivo immunbasierten-Versuche, serielle Transplantationen von modifizierten Stromazellen und next generation sequencing Methoden erforschen. Obwohl die Bestrahlung nicht die übliche Therapie der AML wiederspiegelt, weist unsere Beobachtung darauf hin, dass Veränderungen der Mikroumgebung das Therapieansprechen beeinflussen.

Prof. Dr. med. Martin F. Fromm

Semi-quantitatives Multidrug Monitoring von Kinase-Inhibitoren in einem Assay als Basis für zukünftige Expositionsabschätzungen bei vielen Patienten

Kinase-Inhibitoren (KIs), von denen circa 40 in Deutschland zugelassen sind, haben die Therapie verschiedenster Tumorentitäten entscheidend beeinflusst. Für einige dieser Substanzen (z.B. Imatinib) wurde gezeigt, dass bei höheren Plasmakonzentrationen das therapeutische Ansprechen besser ist. Trotz des großen Fortschritts gibt es auch erhebliche Probleme wie mangelnde Adhärenz der Patienten, z.T. ausgeprägte Effekte von Mahlzeiten auf die Resorption der Wirkstoffe und Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten. Diese verursachen eine erhebliche interindividuelle Variabilität der Plasmakonzentrationen. Es wird diskutiert, ob routinemäßige Messungen der KI-Konzentrationen im Blut der Patienten dazu beitragen könnten, Therapieerfolge weiter zu verbessern. Ein wesentliches Hindernis hierfür war bislang die Limitation der massenspektrometrischen Messverfahren (meist Triple- Quadrupole-Massenspektrometer), die meist nur wenige KIs gleichzeitig erfassen können. Wir beabsichtigen die Orbitrap-Massenspektrometrie zu nutzen, um mit einem neuartigen Assay bei möglichst vielen Patienten, die mit unterschiedlichen KIs (ca. 35) therapiert werden, die Exposition abschätzen zu können.

PD Dr. med. Daniel Fürst

Institut für Transfusionsmedizin
Universität Ulm

Die Bedeutung von KIR2DS4, MICB und HLA-G Polymorphismen für den Erfolg der unverwandten Blutstammzelltransplantation

Die Bedeutung von klassischen HLA-Merkmalen im Rahmen der unverwandten Blutstammzellspenderauswahl ist gut untersucht. Sie stellen das Hauptkriterium für die Selektion geeigneter Spender dar. Auch wenn nach gegenwärtigem Kenntnisstand optimale Spender ausgewählt werden, stellen transplantationsassoziierte Mortalität und Krankheitsrezidiv relevante Probleme dar, die in rund 40% der Fälle zu einem Scheitern der Behandlung führen. Die Identifikation zusätzlicher relevanter Genorte und deren Berücksichtigung bei der Spenderauswahl könnten für diese schwerstkranken Patienten die Erfolgsaussichten einer Transplantation verbessern. Über die klassischen HLA-Merkmale hinaus gibt es in der Literatur erste Hinweise, dass Polymorphismen der Genorte KIR2DS4, MICB und HLA-G die Inzidenz von Komplikationen nach allogener Blutstammzelltransplantation beeinflussen. Aussagekräftige Daten an großen Kohorten liegen jedoch noch nicht vor. Wir wollen diese Polymorphismen an einer großen und gut charakterisierten Kohorte (n= 2624 Transplantationspaare) untersuchen und deren Bedeutung für die unverwandte Blutstammzelltransplantation bewerten. Daraus möchten wir Empfehlungen für optimierte Spenderauswahlalgorithmen ableiten.

Prof. Dr. med. Florian H. Heidel

Klinik für Innere Medizin II
Friedrich-Schiller-Universität Jena

Untersuchungen zur Proteostase bei akuten myeloischen Leukämien mit MLL-Rearrangement

Der Einsatz zielgerichteter Therapien kann die Behandlung akuter myeloischer Leukämien verbessern. Zielgerichtete Hemmung von Fusions-Onkogenen (wie MLL-Rearrangements, MLLr) ist bislang jedoch noch nicht gelungen. Diese Fusionsgene können jedoch sekundäre Abhängigkeiten von bestimmten zellulären Funktionen bedingen, die potentiell therapeutisch nutzbar sind. Mittels globalen Proteom-analysen an MLLr-Leukämiezellen konnten wir im Tiermodell die Deregulierung der zellulären Proteostase belegen. In menschlichen MLLr Leukämiezellen fand sich zudem eine erhöhte Expression von Immunoproteasom (IP)-Komponenten, einer Entzündungs-induzierten Form des Proteasoms. MLLr Zellinien zeigten nach genetischer und pharmakologischer Hemmung der IP-Einheit LMP7/PSMB8 eine spezifische Proliferationshemmung sowie eine globale Deregulierung von inflammatorischen Immun-prozessen und Störung der zellulären Homöostase. Inaktivierung von LMP7/PSMB8 führte zu einer verzögerten Leukämieentwicklung im Tiermodell. Im vorliegenden Forschungsantrag wollen wir daher die Rolle des IP in der Pathogenese der MLLr AML definieren um sie für diese schlecht behandelbare Subgruppe der AML therapeutisch nutzbar zu machen.

Prof. Dr. med. Ernst Holler

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
Universität Regensburg

Dysbiose und intestinale Immunregulation bei GvHD nach allogener Stammzelltransplantation

Bei der allogenen SZT stellt die intestinale GvHD die schwerwiegendste Komplikation dar. Zahlreiche Untersuchungen bestätigen, dass Verschiebungen des intestinalen Microbiota im Sinne einer Dysbiose in den ersten Wochen nach SZT eine hohe prognostische Bedeutung für die GvHD haben. Dies kann nur durch langanhaltende und nachhaltig störende Einflüsse auf die intestinale Immunrekonstitution erklärt werden. Die im Erstantrag erhobenen Befunde untermauern diese Hypothesen und sollen im Folgeantrag weiter spezifiziert werden Insbesondere soll die Kaskade pathophysiologischer Ereignisse, die von Veränderungen kurzkettiger Fettsäuren oder Tryptophanmetaboliten durch das Mikrobiom bis zur gestörten Immunregulation reichen, weiter differenziert und auf Ebene der betroffenen Zellpopulationen exakt charakterisiert werden. Ein weiterer Mechanismus, der zur Gewebsschädigung bei der GvHD beiträgt, ist die intestinale Stammzellschädigung. Diese soll ebenso in Bezug zur Veränderungen mikrobieller Metaboliten, aber auch zu der neu beschriebenen Schädigung durch Corticosteroide gesetzt werden. Zugleich soll ein in vitro Modell der Interaktion von Metaboliten, Immunzellen und Darmstamm- und Epithelzellen in Form eines Organoidmodells ergänzend etabliert werden, in dem Ansätze zur protektive Mikrobiommodulation unter Beteiligung aller Komponenten simuliert werden können.

Prof. Dr. rer. nat. Albert Jeltsch

Institut für Biochemie und Technische Biochemie
Universität Stuttgart

Karzinogener Mechanismus von somatischen Mutationen in der DNMT3A DNA Methyltransferase in AML

Bis zu 25% aller AML-Tumore enthalten DNMT3A Mutationen mit Abstand am häufigsten R882H. Wir haben 2018 Veränderungen der Sequenzpräferenzen von DNMT3A-R882H nachgewiesen (Emperle et al., 2018, Nucl Acids Res). Diese Veränderungen sollen hier genauer charakterisiert werden und mit neuen bioinformatorischen Methoden DNA Methylierungsmuster in humanen Zellen und Patientendaten mit R882H untersucht werden. Damit sollen die Zielgene der Fehlregulation durch die R882H Mutation identifiziert werden. Tumorzellmodelle für mutiertes DNMT3A sollen entwickelt werden, um die Auswirkung von DNMT3A Mutationen auf die Zellproliferation und pathogene Mechanismen zu untersuchen und DNMT Inhibitoren zu testen. Weitere häufige Mutationen in DNMT3A sollen mit ähnlichen biochemischen, molekularbiologischen und bioinformatorischen Ansätzen untersucht werden. Unsere Studie soll den von uns gefundenen Wirkmechanismus der R882H Mutation validieren und damit unser Verständnis der AML Tumore mit R882H wesentlich befördern. Von der Untersuchung der anderen häufigen Mutationen in DNMT3A erwarten wir weitere wichtige Einsichten in die fundamentalen Pathogenitätsmechanismen dieser Varianten.

PD Dr. rer. nat. Andreas Moosmann

Abteilung Genvektoren
Helmholtz Zentrum München

Neue Targets der CMV-spezifischen T-Zellantwort nach Stammzelltransplantation

Das humane Cytomegalievirus (CMV) verursacht schwere Komplikationen nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation (allo-HSCT). Hauptursache ist ein unzureichender Schutz durch CMV-spezifische T-Zellen. Dieser Schutz soll durch adoptive T-Zelltherapie wiederhergestellt werden, also durch Transfer spezifischer T-Zellen. Jedoch ist noch unklar, welche T-Zellen am besten gegen CMV-Komplikationen schützen. Wir haben bei gesunden CMV-Trägern (1) HLA-C-restringierte CMV-spezifische CD8-T-Zellen und (2) CD4-T-Zellen gegen das CMV-Antigen 1E-1 identifiziert und ihre besonders vielversprechenden Funktionen ex vivo und in vitro festgestellt. In diesem Projekt wollen wir untersuchen, ob T-Zellen dieser Spezifitäten bei Patienten nach allo-HSCT nachgewiesen werden können und welche funktionell wichtigen Eigenschaften sie aufweisen. Die geplante Methodik umfasst Färbung mit HLA-Peptid-Multimeren, Analysen von Zytokinproduktion und Zytotoxizität, Analyse von Aktivierungs-, Gedächtnis- und Zielsteuerungsmarkern, und Analysen des T-Zell-Rezeptor-Repertoires. Übergeordnetes Ziel ist die Identifizierung der besten T-Zellen für Immunmonitoring und adoptive T-Zelltherapie.

PD Dr. rer. nat. Wolfgang Seifarth

III. Medizinische Klinik, Hämatologie und Internistische Onkologie
Universität Mannheim

Aberrante Separaseaktivität und ihre Bedeutung für Genexpression und Chromatinstruktur beim myelodysplastischen Syndrom (MDS)

Cohesin ist essentiell für den Zusammenhalt homologer Schwesterchromatiden und für die Aufrechterhaltung genexpressionsrelevanter übergeordneter Chromatinstrukturen. Erst seine proteolytische Spaltung durch Separase ermöglicht die korrekte Verteilung genetischer Information auf die bei der Mitose entstehenden Tochterzellen. Bei myeloproliferativen Neoplasien führt eine mutationsbedingte Haploinsuffizienz von Cohesin-Untereinheiten zu einer gestörten Hämatopoiese. Vorarbeiten zeigten, dass die Transformation vom myelodys-plastischen Syndrom (MDS) in eine sekundäre akute myeloische Leukämie mit dem Auftreten von CD34+ Knochenmarkzellen mit aberrant erhöhter Separaseaktivität einhergeht. Unsere Hypothese ist, dass eine überaktive Separase die Cohesin-Homöostase „stört“ und durch Änderungen der Genexpression zur Progression des MDS beiträgt. Mit Hilfe von NGS-basierten Genexpressions- (RNA-Seq) und Chromatinstrukturanalysen (ATAC-Seq) an rekombinanten in vitro-Modellen und primären MDS Knochenmarkzellen wollen wir Separaseaktivitätsabhängig regulierte Gene identifizieren und bezüglich ihrer Rolle in pathogenetisch relevanten Signalwegen funktional charakterisieren.

Prof. Dr. med. Marion Subklewe

Medizinische Klinik und Poliklinik III
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Aufklärung der Wirk- und Resistenzmechanismen von T-Zell rekrutierenden Antikörperkonstrukten für die Therapie von Akuten Leukämien

Ein neues Konzept sind bispezifische Antikörper, die T-Zellen durch Bindung an CD3ε im T-Zell Rezeptor (TCR) zum Tumor rekrutieren. Erfolgreiche Studien mit dem CD19/CD3 Antikörper Blinatumomab (CD19-BiTE) führten 2014 zur Zulassung für die Therapie der Akuten Lymphatischen Leukämie (ALL). Jedoch zeigten über 50% der Patienten kein Ansprechen. Die Interaktion von kostimulatorischen und koinhibitorischen Molekülen auf T-Zellen mit deren Liganden auf Antigen-präsentierenden- und Tumorzellen bestimmt die T-Zell Aktivierung und Expansion. Aufbauend auf eigenen Vordaten postulieren wir, dass diese Moleküle eine wichtige Rolle in der BiTE-mediierten T-Zell Aktivierung, Proliferation und Zytotoxizität spielen und somit das Therapieansprechen beeinflussen. Um systematisch den Einfluss solcher Moleküle auf CD19- bzw. CD33-BiTE aktivierten T-Zellen zu untersuchen, werden wir transduzierte murine Ba/F3-Tagetzellen verwenden (1). Zudem werden wir an Leukämiezelllinien (2) sowie primärem Patientenmaterial (3) analysieren, ob die kontinuierliche Stimulation des TCRs durch BiTEs zur T-Zell Erschöpfung führt. Proben von BiTE-behandelten Patienten, stehen zur Hypothesenvalidierung zur Verfügung (4).

Prof. Dr. med. Lorenz Thurner

Klinik für Innere Medizin I
Universität des Saarlandes

Identifikation neuer B-Zell-Rezeptor-Zielantigene von Non-Hodgkin-Lymphomen sowie Charakterisierung der Immunantwort auf Moraxella catarrhalis RpoC beim nodulären Lymphozyten prädominanten Hodgkin Lymphom

Identifikation neuer B-Zell-Rezeptor-Zielantigene von Non-Hodgkin-Lymphomen sowie Charakterisierung der Immunantwort auf Moraxella catarrhalis RpoC beim nodulären Lymphozyten prädominanten Hodgkin Lymphom

Dr. med. Juliane Walz

Abteilung für Hämatologie und Onkologie, Medizinische Klinik II
Eberhard Karls Universität Tübingen

Charakterisierung des Immunopeptidoms der chronisch myeloischen Leukämie (CML) und weiterer myeloproliferativer Erkrankungen zur Entwicklung Peptid-basierter Immuntherapiekonzepte (2)

Die T-Zell-vermittelte Immunantwort spielt eine wichtige Rolle für den Krankheitsverlauf und das Therapieansprechen der chronisch myeloischen Leukämie (CML), aber auch anderer BCR-ABL-negativer myeloproliferativer Neoplasien (MPN). Antigen-spezifische Immuntherapieansätze bergen das Potential die MPN-spezifischen Immunkontrolle weiter zu steigern. Basis solcher Therapien sind Tumor-assoziierte Antigene (TAA), die als Peptide über humane Leukozytenantigene (HLA) exklusiv und hochfrequent auf malignen Zellen präsentiert werden. Solche TAAs konnten wir in der ersten Förderperiode des Projektes mittels massenspektrometrischer Analyse des HLA-Ligandoms für die CML charakterisieren. In der beantragten Fortsetzungsperiode soll nun basierend auf einer Ausweitung der Analyse natürlich präsentierter HLA-Liganden weiterer MPNs sowie CD34+ Blasten der CML, der Evaluation der Effektivität kombinatorischer Multi-Peptidvakzine in vivo im Mausmodell sowie der Analyse der Rolle löslicher HLA-Liganden als potentieller „Immunescape“-Mechanismus in der CML schlussendlich eine rationale Grundlage für einen therapeutischen Einsatz Peptid-basierter Immuntherapien in MPN-Patienten geschaffen werden.

PD Dr. rer. nat. Manja Wobus

Medizinische Klinik und Poliklinik 1, Hämatologie / Onkologie
Technische Universität Dresden

Funktionelle und klinische Charakterisierung extrazellulärer Vesikel aus mesenchymalen Stamm-und Vorläuferzellen von Patienten und Mäusen mit Myelodysplastischen Syndromen

Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind heterogene, klonale Erkrankungen früher Stammzellen der Hämatopoese, die mit peripheren Zytopenien, Dysplasie sowie einem erhöhten Risiko der Transformation in eine akute myeloische Leukämie (AML) einhergehen. Auch das stromale Mikromilieu im Knochenmark scheint bei der Fehlregulation der Hämatopoese eine wichtige Rolle zu spielen, doch die genauen Mechanismen, insbesondere der Einfluss extrazellulärer Vesikel (EV) der Stromazellen, sind weitgehend unbekannt. EV werden u.a. von mesenchymalen Stamm- und Progenitorzellen (MSPC) sezerniert und transportieren RNA und Proteine, die auf andere Zellen, wie z.B. hämatopoetische Zellen übertragen werden können und dadurch zur interzellulären Kommunikation wesentlich beitragen. Wir möchten mit diesem Antrag die Hypothese testen, dass sich die Qualität und Quantität von EV bei Patienten mit MDS signifikant von denen gesunder Kontrollen unterscheiden. Außerdem möchten wir untersuchen, inwieweit EV potenzielle Biomarker für die Diagnose, Prognose als auch die Vorhersage des Ansprechens auf pharmakologische Intervention darstellen.

Kanzerogenese allgemein / sonst. onkologische Themen

Dr. med. Alexander Hahn

Deutsches Primatenzentrum GmbH
Leibniz Institut

Onkogene Signaltransduktion durch Tumorvirusrezeptoren

Das Kaposi-Sarkom-Herpesvirus (KSHV) verursacht proliferative B-Zellerkrankungen sowie mit dem Kaposi-Sarkom (KS) eine der häufigsten Krebserkrankungen in Subsahara-Afrika. KSHV, das verwandte Rhesusaffenrhadinovirus (RRV) und das Epstein-Barr Virus (EBV) interagieren mit Rezeptortyrosinkinasen der Eph Familie, KSHV und EBV mit EphA2. EphA2 spielt weiterhin eine Rolle bei der Infektion mit dem Hepatitis C Virus, Chlamydia trachomatis, Cryptococcus neoformans und Malaria. EphA2 wird in vielen Tumoren überexprimiert, auch im KS. RRV interagiert mit zwei weiteren Tumor-assoziierten Molekülen, Plxdc1 und Plxdc2. Wir vermuten, dass Ephs und EphA2 von verschiedenen Pathogenen sowie Plxdc1/2 von RRV aufgrund von Eigenschaften, die auch der Expression in Tumoren zugrunde liegen, als Rezeptoren evolutionär favorisiert wurden. Wir wollen durch Analyse Rezeptor-assoziierter Signaltransduktion und daraus resultierender Genexpression in Rezeptor-Knockoutzellen und bei Infektion mit Wildtypvirus und Virusmutanten, die diese Rezeptoren nicht mehr binden können, das onkogene und pro-virale Potential dieser Rezeptoren verstehen. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf der Interferonantwort liegen.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

PD Dr. med. Simone Hettmer

Klinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Untersuchung des Impakts von TP53 Mutationen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Tumorentwicklung aktiviert werden, auf den Phänotyp, die Expression therapeutisch relevanter Targets und das Therapieansprechen bei Rhabdomyosarkomen.

Rhabdomyosarkome (RMS) sind klinisch und biologisch heterogene maligne Tumore mit Muskeldifferenzierung. TP53 Mutationen im Keimbahn- und Tumorgenom wurden mit unterschiedlichen RMS-Phänotypen assoziiert. Dieses Projekt baut auf der Hypothese auf, dass die Abfolge RMS-relevanter genetischer Ereignisse während der Tumorentwicklung das klinische/ biologische Verhalten der resultierenden Tumore beeinflusst. Wir werden eine experimentelle Plattform aufbauen, um den Impakt früher bi-allelischer TP53 Mutationen (vor Einführung anderer Onkogene) und später mono-allelischer TP53 Mutationen (nach Einführung anderer Onkogene) auf murine RMS Tumore zu untersuchen. Dazu werden Satellitenzellen aus Mausmukulatur per FACS isoliert, onkogenes TP53 und KRAS(G12v) aktiviert, und die transduzierten Zellen intramuskulär implantiert. Tumore mit (i) früher bi-allelischer TP53 Mutation und (ii) später mono-allelischer TP53 Mutation werden verglichen um Unterschiede in Histologie/ Muskeldifferenzierung, in der Aktivierung onkogener Pathways und dem Ansprechen auf Chemotherapie/ Bestrahlung zu bestimmen. Die geplanten Experimente werden wichtige Informationen über die Rolle von TP53 in RMS liefern.

Prof. Dr. med. Claudia Scholl

Angewandte Funktionelle Genomik (B290)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Entwicklung von “Designed Ankyrin Repeat Proteins” zur gezielten Hemmung und funktionellen Charakterisierung des embryonalen Transkriptionsfaktors Brachyury in Chordomen

Chordome sind seltene bösartige Tumoren des Achsenskeletts, die bei betroffenen Patienten neurologische Ausfälle und starke Schmerzen verursachen. Trotz Resektion des Tumors und adjuvanter Bestrahlung erleiden viele Patienten einen Progress. Die medikamentöse Therapie ist schwierig, da Chordome resistent gegenüber Zytostatika sind. Folglich werden dringend neue Behandlungsstrategien benötigt. Bislang ist nur wenig zur Pathogenese von Chordomen bekannt. Ein etablierter Chordom-Treiber und attraktiver therapeutischer Angriffspunkt ist der Transkriptionsfaktor Brachyury, der in mehr als 90% der Chordome überexprimiert wird und für das Überleben von Chordom-Zellen essenziell ist. Der genaue Mechanismus, wie Brachyury zur Tumorgenese beiträgt, ist unbekannt. Im beantragten Projekt möchten wir Brachyury-gerichtete „Designed Ankyrin Repeat Proteins“ (DARPins) entwickeln, die Brachyury binden und/oder hemmen können. Diese DARPins werden genutzt, um die Funktion von Brachyury in Chordomzellen zu untersuchen und BrachyuryEffektoren zu identifizieren. Mit dieser Studie werden wir auf die Anwendung von Brachyurygerichteten DARPins als zielgerichtete Therapie bei Chordom-Patienten hinarbeiten.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Dr. med. Ihsan Ekin Demir

Klinik und Poliklinik für Chirurgie
Technische Universität München (TUM)

Der Einfluss der Immunzellen auf die nervale Invasion im Pankreaskarzinom

Die nervale Invasion (NI) ist in fast 100% der Patienten mit duktalem Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) anzutreffen und ist mit einer Verkürzung der Gesamtüberlebensdauer assoziiert. Aktuelle Studien zur NI konnten eine gegenseitige, Chemokin-gesteuerte Interaktion der Nerven mit den Tumorzellen aufdecken, die zu einer Migration der Tumorzellen entlang der Nervenfasern im Tumor führt. In unseren vorläufigen Experimenten konnten wir zeigen, dass die NI mit dem Vorkommen einiger spezifischer Immunzellpopulation im Tumorstroma deutlich korreliert. Hierbei zeigten sich v.a. die Natural-Killer-Zellen (NK-Zellen) und die Myeloid-Derived-Suppressorzellen (MDSC) als die Schlüsselregulatoren in der perineuralen Niche, wobei auch die CD8+ zytotoxischen T-Zellen und die Foxp3+ regulatorischen T-Zellen eine signifikante Korrelation mit dem Schweregrad der NI aufwiesen. Im vorgelegten Projekt möchten wir daher im Rahmen eines mechanistisch-funktionellen Ansatzes herausfinden, ob und welche Immunzell-Subpopulationen die NI im PDAC antreiben, und die molekularen Pathways hinter dieser Immunzell-getriggerten perineuralen Tumorzelldissemination aufdecken.

PD Dr. med. Matthias Ilmer

Klinik für Allgemein-, Viszeral-, und Transplantationschirurgie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Differentielle Rolle von LGR4/6 in der funktionellen Regulation und die klinisch-therapeutische Bedeutung im Pankreaskarzinom

Das duktale Pankreaskarzinom (PDAC) wird bis 2030 die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache darstellen. Zur gezielten Behandlung sind Erkenntnisse über die Tumorentstehung, Signalwegsregulation sowie Metastasierung essentiell. Neuere Ergebnisse sprechen dafür, dass verschiedene Signalwege im PDAC auto- oder parakrin aktiviert sind, u.a. der kanonische WNT Signalweg. Dessen Aktivierung hat auch auf die Kultur von Organoiden (multizelluläre Tumoraggregate aus primärem PDAC-Gewebe) entscheidenden Einfluss. Bislang ist jedoch unklar, ob und welche PDACs WNT-abhängig sind und ob dies bei zumeist fehlenden aktivierenden Mutationen erfolgversprechende Therapieansätze bedingen kann. Ziel der Arbeiten dieses Antrags ist die Beschreibung der Rolle der WNT-Verstärker LGR4 und LGR6. Hierzu wird der WNT Signalweg in PDAC-Zelllinien sowie Organoiden deskriptiv und funktionell nach Manipulation von LGR4 und LGR6 untersucht. Auf dieser Basis soll auch das Verhalten in vivo vor dem Hintergrund einer therapeutischen Anwendung analysiert werden. Zusammenfassend erwarten wir detaillierte Einsichten zur WNT Signalwegsregulation des PDAC. Mit dieser Erkenntnis könnten PDACs identifiziert werden, die von einer gezielten Manipulation des WNT Signalwegs profitieren.

apl. Prof. Dr. rer.nat. Achim Krüger

Institut für Molekulare Immunologie und Experimentelle Onkologie
Technische Universität München (TUM)

Evaluierung der TIMP-1-induzierten prämetastatischen Nische in der Leber als Ansatzpunkt für Früherkennung und neue antimetastatische Therapiestrategien bei Pankreaskarzinom (2)

Die hohe Letalität des Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC) resultiert maßgeblich aus dessen effizienter und frühen Metastasierung in die Leber. Aktuelle Studien zeigen, dass diese Lebermetastasierung von einer inflammatorischen Antwort der Hepatozyten vorangetrieben wird, wobei die zugrundeliegenden Prozesse unbekannt sind. Unsere Daten zeigen, dass Tissue Inhibitor of Metalloproteinases-1 (TIMP-1) wahrscheinlich über eine neuartige Signalaktivität bereits während prämaligner Erkrankungsstadien proinflammatorisch auf Hepatozyten wirkt. Nun möchten wir (a) die molekularen und zellulären Mechanismen dieses TIMP-1 Effekts klären und diese Erkenntnisse nutzen, um (b) eine therapeutische (Hemmung der Lebermetastasierung) und diagnostische (PDAC-Früherkennung) Nutzbarkeit zu untersuchen. Zur Analyse der Mechanismen werden in vitro-Zellkultursysteme und genetische Mausmodelle verwendet. Die therapeutische Nutzbarkeit wird im Kontext spontaner und experimenteller PDAC-Metastasierung in die Leber untersucht und das diagnostische Potential anhand humaner Patientenproben evaluiert. Von den Ergebnissen erwarten wir neue therapeutische und diagnostische Perspektiven für das PDAC.

Prof. Dr. Veronique Orian-Rousseau

Institute of Toxicology and Genetics
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Auswirkung der CD44v6-Inhibierung in Kombination mit Chemo-Radiotherapie in der lokoregionalen und systemischen Kontrolle in lokal fortgeschrittenem Pankreaskrebs

Das Pankreaskarzinom (PDAC) gehört zu den tödlichsten Krebsarten mit einer fünf-Jahres Überlebensrate von weniger als 8%. Strahlentherapie (EBRT) ist Teil der Behandlung von Borderline- und lokal fortgeschrittenen PDAC-Patienten (LAPC). Die ESPAC-5F-Studie untersucht derzeit den Nutzen der neoadjuvanten Strahlentherapie, um die lokale Kontrolle in frühen Stadien zu verbessern. Die durch EBRT hervorgerufene Steigerung der Rezeptortyrosinkinasenaktivität (RTK) unterstützt die Radioresistenz von Tumoren (Abdollahi & Folkman 2010). Die beiden Bewerber demonstrierten bereits, dass die Inhibierung der CD44-Isoform CD44v6, ein Co-Rezeptor für RTKs, welcher speziell in pathologischen Konditionen exprimiert wird, einen großen Einfluss in verschiedenen PDAC Modellen zeigt. Die CD44v6 Blockierung verhinderte die Neuformierung von Metastasen und führte sogar zur Regression von bereits etablierten Metastasen (Matzke-Ogi Gastroenterology 2016). Unsere Hypothese ist, dass die konkomitante Zugabe von CD44v6-Inhibitoren die therapeutische Wirksamkeit von Chemotherapie und EBRT bei der Downstaging- und lokoregionalen Langzeitkontrolle am primären Tumor sowie bei systemischen Erkrankungen erhöht.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. rer. nat. Ingrid Hoffmann

Zellzykluskontrolle u. Carcinogenese (F045)
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Der proteasomale Abbau des Tumorsuppressorproteins FBXW7 und seine Bedeutung bei der Entstehung von Chemotherapieresistenzen nicht-kleinzelliger Bronchialkarzinome

Die chemotherapeutische Behandlung von Krebszellen mit Mitoseinhibitoren (z.B. Taxane) führt zu einem verlängerten mitotischen Arrest wobei das Tumorsuppressorprotein FBXW7 den Zelltod durch Apoptose fördert und das Entkommen von Zellen aus dem mitotischen Arrest (mitotic slippage) verhindert und so der Entstehung von Resistenzen entgegenwirkt. Unsere Forschungsarbeiten zeigen, dass die E3-Ubiquitinligase FBXO45/MYCBP2 die Proteinmengen von FBXW7 durch Ubiquitin vermittelten Abbau in Folge der Behandlung mit Mitoseinhibitoren in NSCLC-Zellen steuern kann und die Entstehung von „mitotic slippage“ fördert. In dem geplanten Vorhaben soll die Regulation von FBXW7 durch FBXO45/MYCBP2 bei NSCLC in vivo und in vitro und in Abhängigkeit der Resistenz gegen Taxane genau untersucht und mitotische Substrate von FBXW7 identifiziert werden. Da FBXW7 den mitotischen Zelltod steuert, ist es wahrscheinlich, dass die Entschlüsselung der Regulation von FBXW7 durch FBXO45/MYCBP2 neue Ansätze für eine effizientere Chemotherapie von NSCLC mit weniger auftretenden Resistenzen liefert.

Dr. rer. nat. Meike J. Saul

Fachbereich Biologie
Technische Universität Darmstadt

Die Rolle der miR-574-5p in der Mikroumgebung von Prostaglandin E2 (PGE2)-abhängigen Tumore

Kürzlich identifizierten wir eine mikroRNA (miR) miR-574-5p, die über eine gesteigerte Prostaglandin E2 (PGE2)-Synthese das Lungenkrebswachstum signifikant erhöht. Wir konnten zeigen, dass es sich bei dieser miR um einen neuartigen Wirkmechanismus handelt. Die miR-574-5p antagonisiert die inhibitorischen Eigenschaften eines RNA-bindenden Proteins, welches regulatorisch auf die mikrosomale Prostaglandinsynthase-1 (mPGES-1) wirkt. Da in einem weiteren PGE2 induzierten Tumormodell, dem Neuroblastom, die PGE2-Synthese nicht direkt in den Krebszellen, sondern in den benachbarten Fibroblasten zu beobachten ist, möchten wir herausfinden, ob und in welchem Ausmaß die Kommunikation in der Tumormikroumgebung hier eine Rolle spielt. miRs sind wichtige Mediatoren in der Zellkommunikation, die mittels extrazellulärer Vesikel (sog. Exosomen) zwischen Zellen transportiert werden können. In dieser Studie möchten wir untersuchen, ob der Transport von miR-574-5p über Exosome in der Tumorgenese eine Rolle spielt und ob sich hier die unterschiedlichen Tumorarten voneinander unterscheiden. Wir versprechen uns hiervon neue Erkenntnisse über die Rolle von exosomalen miRs in der Tumorgenese sowie neuartige Ansätze für eine personalisierte Tumortherapie.

Nervensystem + Sinnesorgane

PD Dr. med. Marian Christoph Neidert

Klinik für Neurochirurgie
Universität Zürich

Die Kartierung des natürlichen Ligandoms der Humanen Leukozyten-Antigene aus gepaarten Glioblastomproben vom Primärtumor und Tumorrezidiv – Ein Antigenfindungskonzept für eine T-Zell-basierte Immuntherapie

Das Glioblastom ist der häufigste und der bösartigste hirneigene Tumor - aufgrund des aggressiv diffus-infiltrativen Wachstums kommt es trotz Chirurgie und Radio-Chemotherapie zwangsläufig zu einem Rezidiv. Das Ziel dieser Arbeit ist die Beschreibung effektiver und spezifischer immunologischer Zielstrukturen durch die Kartierung des Peptid-Ligandoms der Humanen Leukozyten-Antigene (HLA) aus gepaarten Tumorproben (Erstoperation vs. Zweitoperation nach Versagen der Standardtherapie). Die Peptidliganden werden durch Immunpräzipitation aus Tumorgewebe isoliert und massenspektrometrisch sequenziert. Tumor-spezifische HLA-Liganden dienen als Kandidatenantigene für T-Zell-basierte immuntherapeutische Ansätze. Dabei sollen insbesondere die Antigene des Tumorrezidivs charakterisiert werden, denn das Tumorrezidiv hat sich gegenüber der oben genannten Standardtherapie als resistent erwiesen. Zusätzlich werden die Tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TIL) mittels hoch-dimensionaler Massenzytometrie (CyTOF) phänotypisch charakterisiert und das T-Zellrezeptorrepertoire der TIL wird analysiert. Ferner werden TIL funktionell bezüglich ihrer Antigen-Spezifität für Kandidatenpeptide getestet.

Dr. med. Franz Ricklefs

Klinik für Neurochirurgie
Universität Hamburg

Diagnostik kindlicher Gehirntumoren anhand zirkulierender extrazellulärer Vesikel im Blut

Tumoren anhand von Blutproben zu charakterisieren, verspricht zahlreiche Vorteile gegenüber einem chirurgischen Eingriff. Eigene Vorarbeiten haben gezeigt, dass solide Tumoren extrazelluläre Vesikel (EVs) ins Blut abgeben, die Tumor DNA enthalten. Ziel des hier skizzierten Projektes ist es zunächst, DNA aus kindlichen Gehirntumorproben, aus hiervon angelegten Zellkulturen und aus EVs, die ins Zellkulturmedium abgegeben wurden, miteinander zu vergleichen. Angesichts unserer Vorarbeiten erwarten wir, dass das globale Methylierungsprofil der EV DNA alleine ausreicht, um den Tumor mithilfe eines Referenzdatensets von >2500 Gehirntumoren molekular exakt einzuordnen. Anhand einer großen Kohorte von Patienten mit kindlichen Gehirntumoren und Kontrollen möchten wir anschließend nachweisen, dass sich im Blut der Tumorpatienten signifikant mehr EVs nachweisen lassen als in Kontrollproben und dass sich die hieraus angelegten Methylierungsprofile der entsprechenden Tumorentität exakt zuordnen lassen. Unsere Ergebnisse sollen die Grundlage dafür darstellen, dass kindliche Gehirntumoren ohne neurochirurgischen Eingriff, sondern nur anhand einer Blutprobe analysiert werden können.

Niere + Harnwege

Prof. Dr. med. Jan Hinrich Bräsen

Institut für Pathologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Präzisierte Diagnostik von Nierentumoren: Einfluss von Immunzellinfiltraten auf Therapieansprechen und Langzeitprognose

Die Inzidenz des Nierenzellkarzinoms hat in den letzten Jahren zugenommen. Die Risikoklassifizierung ist weiterhin unzureichend und es ist keine adjuvante Therapie etabliert. Im metastasierten Stadium konnte die PD-1 (Checkpoint) Inhibition (i) als neues wirksames Therapieprinzip etabliert werden. Die Therapie mit PD-1 ist mit einem Ansprechen in 25% der Fälle assoziiert und hilft damit nur einem Teil der Patienten. Resistenzmechanismen sind inkomplett beschrieben. Auch der Zusammenhang von Histiotyp und Immunogenität ist unzureichend geklärt. Nierenzellkarzinome sind in der 2016 erschienen WHO-­Klassifikation mit zahlreichen Neuerungen beschrieben wurden. Ziel des Vorhabens ist die Definition von Immunphänotypen und deren prognostischer Bedeutung im Kontext der aktuellen WHO-­Klassifikation von 2016. Es sollen personalisierte immunologische Therapiestrategien für metastasierte Stadien erarbeitet werden: -Reklassifizierung archivierter Nierentumoren -Immuntypisierung des Tumors -molekularpathologische Identifikation primärer Immunresistenzen -Definition eines Immunscores -Analyse der prognostischen Wertigkeit des Immunscores bei metastasierter Erkrankung Die Ergebnisse sollen im Sinne eines systemmedizinischen Ansatzes langfristig die individuell angepasste Therapie der Patienten verbessern.

Prof. Dr. rer. nat. Cagatay Günes

Klinik für Urologie und Kinderurologie
Universität Ulm

Funktionelle Charakterisierung kanonischer und nicht-kanonischer Mechanismen der Aneuploidie-Induktion bei der Tumorgenese des Harnblasenkarzinoms

Aneuploidie ist ein Merkmal von invasiven Blasentumoren, wohingegen nicht invasive Blasentumore geringe genetische Instabilität aufweisen. Wir haben in unseren früheren Arbeiten einen durchgeführt und neue Gene identifiziert, deren verminderte Expression zur erhöhten Aneuploidie führen können. Wir konnten zeigen, dass die verminderte Expression der Top 3 Kandidatengene (GJB3, RXFP1 und ORP3) die Transformation von primären humanen Zellen begünstigt. Vor allem ORP3 ist in humanen Tumoren (v.a. Blasenkarzinom) herunterreguliert, was auch mit einem schlechteren Überleben der Patienten assoziiert ist. Für viele der neu identifizierten Faktoren ist deren Rolle bei der Aneuploidieentstehung und Tumorgenese nicht bekannt. Wir postulieren, dass hierfür die Induktion und Selektion von genregulatorischen Netzwerken notwendig ist, was durch verschiedene Mechanismen der Mutagenese (e.g. chromosomale Aberrationen) beeinflusst wird. Wir wollen anhand von zellbiologischen, Organkultur- und in vivo Mausmodellen die kanonischen und nicht-kanonischen molekularen Mechanismen der Aneuploidieentstehung und deren Rolle bei der Initiation und Progression und Invasion von Blasentumoren identifizieren.

Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang A. Schulz

Klinik für Urologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Funktion der Histondemethylase UTX/KDM6A im Urothelkarzinom (2)

Zu den charakteristischen genetischen Veränderungen im Urothelkarzinom (UC) zählen inaktivierende Mutationen von Proteinen, die über Histonmodifikationen und Regulation der Chromatinstruktur die Genexpression steuern. Besonders häufig betroffen ist die Histondemethylase UTX (Gen: KDM6A). Die Auswirkungen solcher Mutationen auf die biologischen Eigenschaften der Tumoren sind unzureichend verstanden. Um die Funktion von UTX im Urothelkarzinom zu klären, haben wir im bisherigen Projekt verschiedene UC-Zelllinien mit Überexpression oder Knockout von UTX erzeugt. So haben wir Hinweise auf neue Interaktionspartner und Funktionen von UTX erhalten. In der Verlängerung des Projekts möchten wir diese Interaktionen validieren und ihrer Bedeutung für die Entstehung von Urothelkarzinomen nachgehen. Weiterhin haben wir in Zellkulturmodellen beobachtet, dass eine Herabregulation von UTX zwar nicht die urotheliale Differenzierung als solche verhindert, aber KRT14-positive Vorläuferzellen gegenüber KRT14-negativen anreichert. Dem Mechanismus dieses unerwarteten Effektes soll gleichfalls im Verlängerungszeitraum vertieft nachgegangen werden.

PD Dr. Tibor Szarvas

Klinik für Urologie
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Entwicklung eines routinetauglichen Biomarker-Sets zur individuellen Prädiktion molekularer Subtypen und des Chemotherapie-Ansprechens beim muskelinvasiven Harnblasenkarzinom

Die 5-Jahres Überlebensrate beim muskelinvasiven Harnblasenkrebs (MIBC) liegt bei nur 50%. Hauptgründe dafür sind dessen molekulare Heterogenität und Resistenzen gegen Cisplatin-basierte Chemotherapien. Für stärker personalisierte Therapiekonzepte werden daher dringend prädiktive Biomarker benötigt. Diese sollten optimalerweise sowohl eine Patienten-Stratifizierung in Subgruppen mit ähnlichem Krankheitsverlauf und biologischen Veränderungen (molekulare Subtypen) als auch eine Prädiktion des Chemotherapie-Ansprechens (Resistenzmarker) erlauben. Für die Subtypisierung wurde ein eigenes kondensiertes Set an RNA und Protein Biomarker-Kandidaten erstellt, mit dem eine große Gewebesammlung von MIBC-Patienten charakterisiert wird. Für die bessere Vorhersage einer Chemotherapie-Resistenz werden zudem 10 neue Marker aus eigenen Vorarbeiten zur Cisplatin-Resistenz auf ihre Expression in Geweben und 5 sezernierte Marker in Serum und Urin überprüft. Ausgewählte Kandidaten dieser neuen Resistenzmarker sollen zusätzlich in Zellkultur-Experimenten auf ihre funktionelle Relevanz für die Resistenzvermittlung getestet werden. So soll letztendlich eine routinetaugliche Methode entwickelt werden, um die Prädiktion molekularer Subtypen und des Chemotherapie-Ansprechens zu ermöglichen.

2018

Brustdrüse

Prof. Dr. rer. nat. Hildegard Büning

Institut für Experimentelle Hämatologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Entwicklung einer auf Adeno-assozierten Virus (AAV) Vektoren basierenden Vakzine gegen Asparaginyl Endopeptidase (AEP) zur Eliminierung von Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) und Tumorzellen

Es wird eine auf Adeno-assoziierten Virus Vektoren (AAV)-beruhende Vakzine gegen Asparaginyl Endopeptidase (AEP) zur Tumortherapie entwickelt. AEP ist in M2-Makrophagen und in Tumorzellen solider Tumoren hoch exprimiert. M2-Makrophagen spielen eine protumorigene Rolle in soliden Tumoren und Lymphomen. Salmonella typhimurium und DNA-basierte Vakzinestrategien gegen AEP zeigten in Mausmodellen eine Hemmung des Tumorwachstums durch Depletion von M2-Makrophagen. Der AAV-basierte Prime-Boost Vakzine Ansatz beruht auf der Antigen (AG)-Präsentation im Kapsid bei gleichzeitiger Expression des AG in Kombination mit Flagellin zur Stimulierung des angeborenen Immunsystems. Die Probleme bisheriger Ansätze bezüglich Sicherheit (S. typhimurium) und Effizienz (DNA Vakzine) können so überwunden werden. Nach systematischer Testung unterschiedlicher Vektorkonstrukte mit dem Modellantigen Ovalbumin werden optimale AAV/AEP-Konstrukte zunächst in einem syngenen murinen Tumormodell getestet. Der Ansatz ist universell und kann perspektivisch mit anderen Tumortherapien einschließlich der Immune Checkpoint Inhibition sinnvoll kombiniert werden.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. et med. habil. Gerhard Fritz

Institut für Toxikologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Mechanismen der Strahlenresistenz von Tumorzellen und pharmakologische Strategien zu deren Überwindung

Die antitumorigene Wirksamkeit von Radiotherapien (RT) wird durch erworbene Strahlen(IR)-Resistenz der Tumorzellen limitiert. Zur Identifizierung und Charakterisierung von IR-Resistenzmechanismen wird eine Selektion IR-resistenter Tumorzellen unter in vivo Bedingungen mittels eines fraktionierten Bestrahlungsprotokolls angestrebt. Hierzu werden syngene Tiermodelle verwendet und die Tumorzellen subkutan (lokal Tumore) oder intravenös (Lungenmetastasen) injiziert. Nach hypofraktionierter Bestrahlung und Isolation von Tumorrezidiven werden mittels „Omics“ Analysen zelltypspezifische Strahlenresistenz-Mechanismen in Abhängigkeit des jeweiligen Tumormikromilieus identifiziert. IR-resistente Tumorzellen werden zudem ex vivo expandiert und hinsichtlich IR-induzierbarer Stressantworten in vitro charakterisiert. Abschließend wird überprüft, inwieweit ein ausgewählter Inhibitor der DNA-Schadensantwort im Vergleich zu einem Immuncheckpoint-Inhibitor eine (Re)-Sensibilisierung IR-resistenter Tumorzellen in vivo ermöglicht. Residuale DNA-Schäden, Zelltod und inflammatorische Reaktionen werden in Tumorarealen sowie im Normalgewebe erfasst. Ziel ist die präklinische Identifizierung neuer pharmakologischer Zielstrukturen zur Verbesserung der antitumorigenen Wirksamkeit von RT bei strahlenresistenten Tumoren.

Prof. Dr. med. Uwe Haberkorn

Abteilung Nuklearmedizin
Universität Heidelberg

Identifizierung von Trop-2-affinen Peptiden zur nuklearmedizinischen Diagnostik und Therapie von Tumoren

Trop-2 ist in einer Vielzahl solider Tumoren, z. B. Tumoren von Brust, Colon, Prostata, Pankreas und Zervix überexprimiert, bei geringer Expression in Normalgeweben. Überexpression des Proteins korreliert mit gesteigerter Proliferation, Migration und Metastasierung von Tumorzellen und ist mit einem verringerten Überleben assoziiert. Eine große extrazelluläre Domäne, die Internalisierung von an Trop-2 gebundenen Liganden, sowie die Überexpression in Metastasen, qualifizieren Trop-2 als vielversprechende Zielstruktur für die Entwicklung theranostischer Ansätze mittels radioaktiver Trop-2-Liganden wie z. B. Antikörper oder Peptide. Peptide haben gegenüber Antikörpern einige Vorteile wie bessere Penetration und Verteilung im Tumor, schnelle Zirkulation und Clearance, leichte Produktion und Radiomarkierung sowie geringere Immunogenität. Ziel des Projekts ist die Identifizierung von bezüglich Stabilität und Affinität optimierten Peptiden für das Targeting von Trop-2 mithilfe von Phagen- und Ribosomen-Display. Die identifizierten Liganden werden in der Zellkultur und im tumortragenden Tier evaluiert und könnten nach erfolgreicher Testung zur Diagnostik und Therapie von Patienten mit metastasierten Tumoren eingesetzt werden.

Dr. rer. nat. Erik Henke

Institute for Anatomy and Cell Biology
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Mechanismen der Stabilisierung der extrazellulären Matrix während der metastatischen Kolonisierung und Auswirkung auf die Behandlung metastatischer Karzinome

Metastasierung ist ein mehrstufiger Prozess. Einmal im Zielorgan angelangt, müssen Tumorzellen einen neuen funktionsfähigen Tumor bilden. Dabei proliferieren sie nicht nur, sondern bauen sich auch schrittweise eine eigene Mikroumgebung aus extrazellulärer Matrix und Stromazellen auf. Diese Mikroumgebung unterstützt weiteres Tumorwachstum, aber schützt die entstehenden Metastasen auch vor Therapeutika. Inhibierung der Kollagensynthese /-stabilisierung führt zu einer verbesserten Wirkstoffeinbringung in Tumore und beeinträchtigt gleichzeitig den Neuaufbau der Mikroumgebung von Metastasen. Unsere Grundhypothesen sind, dass a) die Inhibierung des Aufbaus einer Mikroumgebung die Ausbildung etablierter Makrometastasen verhindert, und b) dies wiederum eine erhöhte Therapiesensitivität zur Folge hat. In dem Versuchsvorhaben soll zunächst über Expressions-Profiling der schrittweise Aufbau der Mikroumgebung von Brustkrebsmetastasen auf molekularer Ebene verfolgt werden. In einem zweiten Schritt soll untersucht werden, inwieweit matrixstabilisierende Enzyme beim Aufbau der Mikroumgebung beteiligt sind und inwiefern deren Inhibierung optimal zur Therapieunterstützung eingesetzt werden kann.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Dr. rer. nat. Dominic Bernkopf

Experimentelle Medizin II
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Hemmung des Wachstums kolorektaler Karzinome durch klinisch zugelassene α2-Adrenozeptor Agonisten

Eine gesteigerte Aktivität des Wnt/β-catenin Signalwegs bedingt Entstehung und Wachstum der meisten kolorektalen Karzinome. Daher bietet die Hemmung des Signalwegs einen möglichen Therapieansatz für das kolorektale Karzinom. Unsere Forschung eröffnet einen neuen Ansatz zur Hemmung des Wnt/β-catenin Signalwegs. Wie die Vordaten zeigen, hemmt die Stimulation von α2-Adrenozeptoren mittels chemischer Agonisten sowohl den Wnt/β-catenin Signalweg, als auch das Wachstum kolorektaler Krebszelllinien. Bemerkenswerterweise sind diese Agonisten (Clonidin, Guanabenz und Brimonidin) zugelassene Arzneistoffe, die klinisch z. B. als Blutdrucksenker und bei ADHS verwendet werden. In der vorgestellten Studie wollen wir untersuchen (i) über welchen molekularen Mechanismus α2-Adrenozeptor Agonisten den Wnt/β-catenin Signalweg hemmen, (ii) wie sich diese Hemmung auf Selbstregeneration und Differenzierung von Intestinalen- und Tumorstammzellen auswirkt und (iii) ob α2-Adrenozeptor Agonisten das Wachstum intestinaler Tumoren in Mausmodellen in vivo hemmen. Ziel der Studie ist es, zu klären, ob klinisch zugelassene α2-Adrenozeptor Agonisten zur Therapie kolorektaler Karzinome eingesetzt werden können.

PD Dr. rer. nat. Klaus Bratengeier

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Ad‐hoc‐Adaptionsverfahren für schnelle Volumetric Arc (VMAT) und MR‐Linac‐basierte Intensitätsmodulierte IMRT–Bestrahlungstechniken auf der Basis der Anisotropie der Dosis‐Akkumulation (AiDA) im Zielvolumen

Für Risikoorganschonende VMAT-Bestrahlungstechniken konnte ein Zusammenhang zwischen Verformungen von Zielvolumen bzw. Risikoorganen und daraus resultierenden AiDA-Änderungen gezeigt werden. Darüber hinaus ergab sich eine Verbindung von Dosis-Anisotropieänderung und notwendigen Segmentverformungen. AiDA im Planungs-Zielvolumen (PTV) spiegelt die Anforderungen an die Gewebeschonung der Umgebung des PTV wider und macht diese für Segmentänderungen im Beams-Eye-View (BEV) zugänglich. Dadurch ließen sich aufwändige Neuplanungen umgehen und es eröffnet sich ein Weg zu hochwertigen Adaptionen beliebiger Bestrahlungspläne direkt vor einer Bestrahlung. Folgende Schritte sind dazu notwendig: 1. Quantitative Untersuchungen der statischen Eigenschaften der AiDA bei Änderung der Anforderungen an Zielvolumenerfassung und Risikoorgan-Schonung. 2. Untersuchung der dynamischen AiDA-Eigenschaften der AiDA. Algorithmenentwicklung zur Vorhersage der AiDA-Änderung bei Änderung der PTV- und OAR-Form bei gleichbleibenden Anforderungen an PTV-Erfassung und OAR-Schonung. 3. Erforschung AiDA-basierter Adaptionsalgorithmen für die Segmente eines Bestrahlungsplans. Erstellung eines Adaptions-Moduls, integrierbar in existierende Bestrahlungsplanungssysteme.

PD Dr. phil. nat. Dr. med. habil. Angela Brieger

FB Humanmedizin Medizinische Klinik 1 Biomedizinisches Forschungslabor
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Untersuchung der pathophysiologischen Relevanz der Phosphorylierung des humanen DNA Fehlerreparatur- Komplexes MutLα für die Dickdarmkrebs-Entstehung (2)

15%-20% aller Dickdarmtumore weisen eine defekte DNA-Fehlpaarungsreparatur (MMR) auf und zeigen ein deutlich schlechteres Ansprechen auf gängige Chemotherapien als MMR-profiziente Karzinome. Die häufigste Ursache für den MMR-Verlust ist ein Defekt des MMR-Proteins MLH1, das nicht nur in die MMR, sondern auch in wichtige MMR-unabhängige Signalwege, wie z. B. die Apoptose, involviert ist. Das fehlende Zusammenspiel von DNA-Schaden-Erkennung und Apoptose-Einleitung könnte ein Therapieversagen bedingen. Kürzlich konnten wir eine Phosphorylierungstelle bei MLH1 identifizieren, die als „Ein/Aus-Schalter“ der MMR zu fungieren scheint. Durch die Phosphorylierung von MLH1 wird die MMR blockiert. Im Rahmen des Antragprojektes wollen wir die verantwortliche Kinase identifizieren und die athophysiologische Bedeutung einer Kinase-Überaktivierung verbunden mit der erhöhten Phosphorylierung von MLH1 im Zellkulturmodell und an geeignetem Patientenmaterial ermitteln. Abschließend soll ein Xenograft-Modell dazu genutzt werden herauszufinden, ob sich durch den Einsatz von spezifischen Kinase-Inhibitoren das Ansprechen auf gängige Chemotherapien bei MMR-defizienten Kolontumoren verbessern lässt.

Dr. rer. nat. Peter Jung

Nachwuchsforschungsgruppe am Partnerstandort, Institut für Pathologie der LMU München
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)

Aufklärung von Mechanismen der Chemotherapie-Toleranz anhand von primären Tumor-Organoid Modellen

Trotz verbesserter Prognose durch zielgenaue Therapieansätze kommt es bei vielen kolorektalen Karzinom (KRK)-Patienten zu einem Wiederauftreten der Erkrankung (Rezidiv). Klinisch problematisch ist schlussendlich die Entstehung chemoresistenter Lebermetastasen. Nach unserer Hypothese passen KRK-Zellen bei Behandlung mit Anti-EGFR-Antikörper und dem FOLFIRI-Regime die Genexpression derart an, dass sie die Therapie besser tolerieren können. Dies geschieht bereits bevor Resistenz-vermittelnde Mutationen in den Zellen auftreten. Um die durch den Einfluss der Therapie veränderten Signalwege zu identifizieren, werden wir primäre und Leber-metastasierte KRKe in innovativer 3D Tumor Organoid-Kultur mit genannter Kombinationstherapie behandeln. Nach unseren vorläufigen Beobachtungen induziert diese Chemotherapie eine vermehrte Expression von Stammzell-Markern in KRK-Zellen. Signalwege, die mit diesem Behandlungs-induzierten, undifferenzierten Zellzustand assoziieren, werden wir mit CRISPR/Cas9 oder spezifischen Inhibitoren/Antikörpern angreifen. Ziel ist es, neue Kombinationen von Medikamenten zu finden, die den Übergang von Behandlungs-toleranten hin zu resistenten Tumorzellen verhindern.

PD Dr. rer. nat. Lutz Lüdemann

Strahlenklinik, medizinische Physik
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Bestimmung des hypoxischen Tumoranteils mittels funktioneller MRT-Methoden für eine individuelle ortsaufgelöste Strahlentherapie

Die Strahlentherapie mittels Dosismodulation würde die lokale Tumorkontrolle verbessern, indem das Tumorgewebe entsprechend seiner Strahlensensibilität bestrahlt wird. Der Sauerstoffeffekt ist eine Hauptursache von erhöhter Strahlenresistenz. Hypoxische Tumorareale selektiv höher dosiert zu bestrahlen, würde die lokale Tumorkontrollrate signifikant erhöhen. Die dynamische kontrastmittelverstärkte MRT eignet sich zur Quantifizierung der Tumorperfusion und somit der Sauerstoffversorgung. Niedermolekulare Kontrastmittel reichern sich in hypoxischen gefäßfernem Tumorgewebe relativ spät an, sodass so nekrotische Areale zu detektieren sind. Die Verfügbarkeit des Sauerstoffs im Tumorgewebe soll über die T1-Relaxationszeitänderung und im Blut über die T2*-Relaxationszeitänderung bei der Umstellung des Atmens von Luft auf reinen Sauerstoff erfasst werden. Der Gefäßdurchmesser soll über die Änderung der T2 und T2*-Relaxationszeitänderung nach Kontrastmittelinjektion bestimmt werden. Die mit einem zu entwickelnden Gewebemodell berechnete hypoxische Gewebefraktion soll zusammen mit einem geeigneten Tumorkontrollmodell über eine lokal erhöhte Dosis die Tumorkontrollrate verbessern.

Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat. Manfred Marschall

Institut für Klinische und Molekulare Virologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Gezielte Nutzung der dualen antitumoralen-antiviralen Eigenschaften von klinischen und experimentellen Kinase-Inhibitoren: ein 3D-strukturbasiertes Optimierungskonzept

Die Cytomegalovirus-Infektion stellt ein gravierendes, in der Onkologie nach Stammzelltransplantation sogar lebensbedrohliches Problem dar. Der Erfolg der bisherigen Therapiemöglichkeiten wird durch geringe Verträglichkeit und virale Resistenzbildung gemindert. Um das Repertoire an antiherpesviralen Wirkstoffen zu verbreitern, wird eine neue Strategie in Anlehnung an Krebsmedikamente verfolgt. In einer computergestützten Projektion der bekannten 3D-Strukturen von tumorrelevanten Proteinkinasen, CDKs (Cyclinabhängige Kinasen), auf die CDK-ähnliche Cytomegalovirus-Proteinkinase pUL97 soll die Wirkstoff-Target-Bindung exakt ermittelt werden. Darauf basierend werden chemische Derivate von bekannten, antitumoral aktiven CDK-Inhibitoren generiert und in einer mehrstufigen Wirkstoff-Optimierung aus bioinformatischem Modeling, chemischer Neusynthese und Charakterisierung hinsichtlich der antiviralen Aktivität analysiert. Zwei Ausgangsquellen an Compounds stehen den Antragstellern zur Verfügung, zum einen zugelassene Kinase-Inhibitoren der Krebstherapie, zum anderen in unseren Laboratorien entwickelte experimentelle Kinase-Inhibitoren mit starken antiviralen Eigenschaften. Der bestnominierte Kinase-Inhibitor soll als Kandidat in die pharmakologische Entwicklung eingehen und somit, ausgehend von Krebsmedikamenten, eine neue Generation von antiviralen Wirkstoffen repräsentieren.

PD Dr. med. Michael Quante

II. Medizinische Klinik
Technische Universität München (TUM)

Analyse der Bedeutung von Gallensäuren und deren Rezeptor FXR zur Prävention des Ösophaguskarzinoms

Barrett-Ösophagus (BE) ist der wichtigste Risikofaktor für das Adenokarzinom des gastroösophagealen Übergangs (AEG), aber die Pathogenese und damit die Möglichkeiten zur Prävention sind unbekannt. Im Mausmodel können wir diese nun besser verstehen: Tumoren entstehen durch entzündliche Veränderungen, in Abhängigkeit von Gallesäure Rezeptor Expression und einem spezifischen Mikromilieu. Das Mikromilieu wird maßgeblich vom Mikrobiom im Darmtrakt der Maus beeinflusst. Gallensäuren verstoffwechselnde Bakterien verändern die Serumkonzentration von Gallensäuren. Wir konnten zeigen, dass die Expression des nukleären Gallesäure Rezeptors FXR mit dieser Entwicklung korreliert und eine Elimination zur gesteigerten Karzinogenese führt. Zudem konnten wir zeigen, dass Mäuse unter Keim-freien Bedingungen weniger Tumore bekommen. Ziel ist eine medikamentöse Prävention der Karzinogenese mit Antibiotika gegen Gallesäuren verstoffwechselnde Bakterien (Metronidazol) oder einem FXR Agonisten (Ocaliva) am Mausmodel zu testen. Zusätzlich werden das Mikrobiom im Darm und Gallensäure im Serum bei Mäusen und bei Patienten im Prozess der Karzinogenese untersucht.

Prof. Dr. rer. nat. Konstantin Strauch

Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Biomarker und diagnostische Modelle für die individualisierte Prävention beim familiären Pankreaskarzinom

Aufgrund der schlechten Prognose ist es wünschenswert, Patienten mit Pankreaskarzinom (PC) in einem frühen Stadium zu diagnostizieren. Dies ist bei Personen mit familiärem Hintergrund wegen des erhöhten Risikos am ehesten möglich. Wir möchten die ELISA- und miRNA-Marker, die wir zuvor als gut diskriminierende Biomarker bei der Diagnose von PC oder Vorläuferläsionen identifiziert haben, in neu rekrutierten Personen unserer Nationalen Fallsammlung familiäres Pankreaskarzinom (FaPaCa) untersuchen. Dabei sollen die diagnostischen Modelle validiert und die Marker mit biostatistischen sowie Machine-learning-Verfahren in ein gemeinsames Modell integriert werden, um noch besser zwischen Betroffenen und Gesunden differenzieren zu können. Außerdem möchten wir bisher unbekannte für PC verantwortliche genetische Varianten der nukleären und mitochondrialen DNA sowie Gen-Gen-Interaktionen bei Betroffenen in Familien der FaPaCa-Studie identifizieren, um die Früherkennung auf Hochrisikopersonen zu fokussieren. Dies wird es uns ermöglichen, den Screening-Algorithmus zu optimieren und die Krankheitslast für Personen mit hohem Risiko für diese aggressive Krebsart so weit wie möglich zu reduzieren.

Genitaltrakt, männlich

Prof. Dr. rer. nat. Klaus Kopka

Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Entwicklung radiomarkierbarer NIR-Farbstoffe für die PET-Bildgebung und die Fluoreszenz-geführte intraoperative Detektion von Tumoren und Metastasen

Das Prostatakarzinom (PCA) steht an dritter Stelle der Krebstodesursachen von Männern, daher besteht ein großes Bedürfnis an modernen Behandlungsstrategien. Unsere Gruppe konnte durch die Kopplung von einem Prostatakrebs-spezif. PSMA-gerichteten Liganden mit einem 68Ga- Komplex die Diagnostik des PCAs im PET(/CT/MRT) drastisch verbessern. Der Nachweis von N+ Befall oder Metastasen ist wichtig für die Therapieentscheidung (z. B. radikale Prostatektomie (RPX)) und als Verlaufskontrolle. Eine kurative Resektion befallener LK kann aufgrund ihrer Lage schwierig sein. Auch sind bei invasiven Tumoren benachbarte Strukturen (wie Ureteren) gefährdet. Wir möchten daher einen PSMA-gerichteten, PET-aktivierbaren, Nahinfrarot-Farbstoff (NIR-F) entwickeln. Der Farbstoff soll in eine PET-kompatible Substanz überführt werden können, sodass Tumorgewebe im PET(/CT/MRT) für Staging und prä-OP-Diagnostik visualisiert werden kann. Durch die NIR-F-Eigenschaft wird dem Operateur während der OP Tumorgewebe angefärbt, sodass er gewebesparend resezieren und befallene LKs erkennen kann. Mit unserer Methode lassen sich vermutlich bessere onkologische Ergebnisse bei gleichzeitig reduzierten Nebenwirkungen durch die RPX erzielen.

Genitaltrakt, weiblich

Prof. Dr. med. Felix Hoppe-Seyler

Molekulare Therapie virusassoziierter Tumore
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Hemmung der E6/E7-Onkogenexpression humaner Papillomviren in hypoxischen Tumorzellen (2)

HPV-positive Tumorzellen induzieren unter Hypoxie einen reversiblen Dormanzzustand, der durch eine Hemmung der viralen E6/E7-Onkogenexpression und einen Proliferationsstopp charakterisiert ist. Ziel des Erstantrags war es, Einblicke in die Mechanismen der hypoxischen E6/E7-Repression zu erhalten. Wir können zeigen, dass die PI3K/AKT-Signalkaskade hierfür eine Schlüsselrolle spielt. Chemische Inhibitoren des PI3K/AKT-Signalwegs verhindern die hypoxische E6/E7-Repression. Dieser Effekt wird durch konstitutiv aktive AKT1- und AKT2-Proteine konterkariert. Studien, in denen differentiell die endogene AKT1- und/oder AKT2-Expression mittels CRISPR/Cas9 und RNA-Interferenz ausgeschaltet wird, belegen die zentrale Rolle von AKT1 und AKT2 für die hypoxische E6/E7-Repression und weisen auf eine funktionelle Redundanz der beiden AKT-Isoformen hin. Als Schwerpunkte des Fortsetzungsantrags sollen die Ereignisse „upstream“ und „downstream“ von AKT untersucht, die in vitro-Befunde durch Analysen an Gewebeschnitten erhärtet und Studien zur Regulation der HPV-Onkogene von der chronischen Hypoxie auf eine zweite wichtige Form von Hypoxie in Tumoren, die intermittierende Hypoxie, ausgeweitet werden.

Dr. sc. nat. Francis Jacob

Department Biomedizin
Universität Basel

Der Einfluss von Glykosphingolipiden auf molekulare und zelluläre Wirkmechanismen beim metastasierenden Ovarialkarzinom

Der reversible Übergang von epithelialen zu mesenchymale Krebszellen (EMT) ist essentiell für Metastasierung und Tumorwachstum und geht mit Chemotherapie Resistenz, vermehrter Tumorstammzelleigenschaften und erhöhter Zellmotilität einher. Aktuell werden mesenchymale Krebszellen wie folgt angegriffen: 1) Vernichtung durch Binding von mesenchymalen Zellmarkern und 2) Überführung in epitheliale Tumorzellen (MET), wie durch das Glykosphingolipid (GSL)-bindende Cholera Toxin gezeigt. Unsere Daten zum Eierstockkrebs weisen ein EMT-Expressionsmuster für Gene aus, welche GSL synthetisieren. Auch mit Überleben sind diese Muster assoziiert. Deshalb nehmen wir an, dass sich GSL während des Übergangs verändern und diesen Prozess sogar induzieren. Als Beweis dafür können wir EMT als auch MET in unseren CRISPR-Cas9 mutierten Tumorzellen aufzeigen. Deshalb möchten wir die entsprechenden Signaltransduktionswege in Zellen und Tumorgewebe aufdecken. Neben der physiologischen Relevanz erwarten wir, potenziell therapeutische Epitope („Targets“) zu identifizieren bzw. Wege aufzuzeigen MET zu induzieren, um Tumorzellen gegenüber Standardtherapien zu sensibilisieren und Metastasierung zu unterdrücken.

PD Dr. rer.nat. Sabine Windhorst

Institut für Biochemie und Signaltransduktion
Universität Hamburg

Mikrotubuli-assoziierte Proteine als potentielle Targets für die Therapie von Ovarialkarzinomen

Die Mikrotubuli (MT)-hemmende Substanz Paclitaxel wird zur Therapie von Ovarialkarzinomen eingesetzt, führt aber zu starken Nebenwirkungen und nach längerer Therapie bilden sich häufig Chemoresistenzen aus. Eine Alternative dazu wäre die gezielte Hemmung von Tumor-spezifischen Proteinen, die ebenfalls MTs modifizieren. Um mögliche Kandidaten zu finden, führten wir eine Datenbankrecherche durch und validierten die Kandidaten durch real-time PCR und Korrelationsanalysen von Patientendaten. Hierbei wurde CEP55 als der vielversprechendste Kandidat identifiziert. CEP55 ist ein Gerüstprotein, dessen zelluläre Funktion die Rekrutierung weiterer Proteine an die Zentrosomen und den Midbody ist. Deshalb ist CEP55 essenziell für die Zellteilung. In normalen Zellen ist CEP55 hauptsächlich in Testis und Thymus exprimiert und daher ein sehr gutes Target für die selektive Tumortherapie. Es soll aufgeklärt werden, welche CEP55-Protein-Interaktion gehemmt werden muss, um die zelluläre Funktion von CEP55 zu blockieren und damit die Zellteilung zu hemmen. Auf dieser Grundlage soll in einem Nachfolgeprojekt nach Inhibitoren gegen diese CEP55-Protein-Interaktion gesucht werden.

Haut + malignes Melanom

Prof. Dr. rer. nat. Dorothea Becker

Abteilung Experimentelle Neurodegeneration
Georg-August-Universität Göttingen

Molekulare Analyse und therapeutische Intervention zielend auf das α-Synuclein Protein im fortgeschrittenen Melanom

Jüngste Studien haben gezeigt, dass Parkinson (PD) Patienten ein signifikant erhöhtes Risiko haben an einem Melanom zu erkranken. Da keine Hinweise auf genetische Faktoren für die Komorbidität dieser beiden Erkrankungen gefunden wurden, gingen wir der Arbeitshypothese nach, dass α-Synuclein, eines der drei wichtigsten mit PD korrelierten Proteine, welches auch im fortgeschrittenen Melanom überexprimiert wird, die beiden Krankheiten verbindet. Erstaunlicherweise führte die Behandlung von α-Synucleinüberexprimierenden Melanomzellen mit dem kürzlich identifizierten Oligomermodulator anle138b, der in PD-Mausmodellen neuroprotektiv ist und die Funktion dopaminerger Neurone wiederherstellt, zu einem massiven Melanomzelltod aufgrund von Dysregulation der Autophagie. Folgend dieses Befunds, wollen wir (I) die von α-Synuclein beeinflussten und die α-Synuclein beeinflussenden Signalwege sowie die darin hoch- bzw. herunterregulierten Proteine in Melanomzellen und PD-Neuronen vergleichend analysieren, und (II) eine präklinische Kombinationstherapie von anle138b mit zwei etablierten Therapeutika auf Effizienz für Melanome im fortgeschrittenen Stadium untersuchen.

Prof. Dr. rer. nat. Anja-Katrin Bosserhoff

Institut für Biochemie - Lehrstuhl für Biochemie und Molekulare Medizin
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Analyse von Melanom-relevanten microRNAs zum Verständnis von Differenzierung und Plastizität bei Melanomen

Molekulare Prozesse der Embryonalentwicklung, beispielhaft die pithelialmesenchymale Transition (EMT), werden in der Tumorentstehung oftmals reaktiviert. In diesem Projekt möchten wir, auf Basis eines in vitro Modells der De-Differenzierung von Melanozyten in Melanoblasten-ähnliche Zellen (MBrC), miRNAs identifizieren, die die Entstehung und Progression des Melanoms fördern. Melanozyten entstammen der Neuralleiste und wandern als Melanoblasten in der Embryogenese große Strecken, um sich über die gesamte Körperoberfläche zu verteilen. Neben diesem migratorischen Potential verfügen diese Zellen sogar über das Potential der Invasion, da sie durch die Basalmembran in die Epidermis einwandern. In ersten Studien haben wir die molekularen Unterschiede zwischen MBrCs, Melanozyten und Melanomzellen untersucht und konnten zeigen, dass miRNAs bei Differenzierungsprozessen eine wichtige Rolle spielen. Über die Hypothese, dass der Vergleich mit Prozessen der De-Differenzierung relevante Veränderungen der Tumorprogression aufzeigen kann, wollen wir mittels funktioneller Analysen aus der Fülle an fehlregulierten miRNAs im Melanom die wesentlichen Treiber für Migration und Invasion definieren.

Dr. rer. nat. Daniel Hasche

Virale Transformationsmechanismen
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Investigation of the “hit-and-run” mechanism in the development of non-melanoma skin cancer by cutaneous papilloma viruses in the animal model Mastomys coucha and in patient samples

Recently we showed for the first time that cutaneous papillomaviruses (PV) in combination with UV act via a “hit-and-run” mechanism in the development of non-melanoma skin cancer (NMSC). A unique animal model that allows studying the whole PV infection cycle until NMSC formation in a natural and immunocompetent host was used. Notably, the animals develop the same tumor entities as found in patients: well-differentiated SCCs with high viral loads and dedifferentiated SCCs, either lacking or only harboring minor amounts of viral DNA, while in both cases preceding infections could be serologically confirmed. Since cancer is a multistep process, we will dissect the routes of tumor formation to understand the temporal and spatial order of infection, UV damage and (de)differentiation during skin carcinogenesis. This should answer the question how cutaneous PVs interfere with the cell at different time points of infection and identify the driving forces behind SCCs after loss of viral DNA. Experimentally, whole genome sequencing, transcriptomics, in situ metabolomics, functional assays and immunohistochemical analyses will be applied in vivo and in vitro and compared to clinical samples.

PD Dr. med. Andreas Ramming

Medizinische Klinik 3
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Charakterisierung und Evaluation von Innate Lymphoid Cells als neue therapeutische Targets zur Behandlung der chronischen Graft-versus-Host Erkrankung

Typ-2 Innate Lymphoid Cells (ILC2) sind eine kürzlich entdeckte Gruppe von Zellen, die sich durch Produktion pro-fibrotischer Zytokine wie IL-5 und IL-13 auszeichnet. Als Zellen der angeborenen Immunität werden ILC2 antigen-unabhängig direkt durch Zytokinsignale aktiviert. Ihre Rolle in der sklerodermiformen chronischen GvHD (Scl cGvHD), für die bisher nur sehr limitierte Therapieansätze mit z. T. erheblichen Nebenwirkungen zur Verfügung stehen, ist bisher nicht bekannt. Das Ziel des beantragten Projekts ist, die funktionelle Rolle der ILC2 in der Scl cGvHD zu untersuchen. Im ersten Teil des Projekts werden die in Scl cGvHD Patienten vermehrt zu detektierenden ILC2 näher charakterisiert. In einem translationalen Ansatz sollen dann zunächst die Kinetik und die Funktion der ILC2-Antwort in verschiedenen Mausmodellen der Scl cGvHD bestimmt werden und deren Depletion in einem ersten, neuwertigen therapeutischen Verfahren getestet werden.

Prof. Dr. phil. nat. Mirjam Schenk

Pathologie, Experimentelle Pathologie, Tumorimmunologie, Medizinische Fakultät
Universität Bern

Entwicklung eines IL-32 enthaltenden Nanogels zur gezielten Aktivierung von dendritischen Zellen und Verbesserung der anti-Tumor Immunantwort

Das Ziel dieser Forschungsarbeiten ist die Entwicklung eines Nanogels (NG) zur Aktivierung von dendritischen Zellen (DZ), was eine wichtige Komponente zur Induzierung von Tumorimmunität darstellt. Dazu wollen wir ein NG herstellen, welches das DZ aktivierende, entzündungsfördernde Zytokin IL-32 enthält (NG32). Dafür soll IL-32 reversibel so vernetzt werden, dass es durch bestimmte intratumorale Stimuli gezielt freigesetzt werden kann. Unser erstes Ziel ist die Optimierung des Designs und die Wahl des geeigneten Linkers. Die Funktionalität und Bioaktivität von NG32 soll auf Immunzellen getestet werden, um anschließend im Maus-Melanom-Modell den Effekt auf das Tumorwachstum und auf verschiede Immun-Zellpopulationen zu untersuchen. Zudem soll das NG32 mit klinisch zugelassenen Immuncheckpunkt-blockierenden Antikörpern (z. B. anti-PD-1/-L1, anti-CTLA4) kombiniert und im Mausmodell validiert werden. Schließlich wird NG32 in Tumormodellen getestet, welche vom Immunsystem nur schwach erkannt werden. Relevante Erkenntnisse dieses Projekts könnten die Entwicklung effektiverer Behandlungen für bisher therapieresistente Krebspatienten ermöglichen.

PD Dr. med. Andrea Tüttenberg

Haut- und Lymphknotensonographie, Hautklinik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

GARP: regulatorisches Schlüsselmolekül im Tumormikromilieu und neues Target zur Tumorimmuntherapie

Das maligne Melanom gehört zu den bösartigsten Tumoren weltweit mit zunehmender Inzidenz. In frühen Stadien werden durch operative Verfahren Heilungsraten >80% erreicht. Im Falle einer Metastasierung sinkt die Überlebenswahrscheinlichkeit dramatisch. In den letzten Jahren erlangten immuntherapeutische Ansätze (anti-CTLA-4, anti-PD-1 Antikörper) sowie zielgerichtete Therapien (BRAF/MEK-Inhibitoren) eine zunehmende klinische Bedeutung. Die aktive Suppression der immunologischen Abwehr in Tumorpatienten durch ein inhibitorisches Tumormikromilieu verhindert effiziente Antitumorantworten und limitiert immuntherapeutische Ansätze in ihrer Wirksamkeit. Ziel vieler Studien ist daher die Charakterisierung neuer regulatorischer Moleküle und Signalwege humaner Melanomzellen und ihrer Bedeutung für das Tumormikromilieu, um neue Zielstrukturen für immuntherapeutische Ansätze zu identifizieren. In der letzten Antragsperiode konnten wir GARP als ein solches Schlüsselmolekül identifizieren. Im Folgenden möchten wir GARP und seine Bedeutung für das maligne Melanom genauer beleuchten und seine Bedeutung als Biomarker sowie als mögliches Target für eine Antikörper-basierte Tumortherapie untersuchen.

Prof. Dr. rer. nat. Sabine Werner

Institute of Molecular Health Science
ETH Zürich

Funktion und Wirkungsweise des Nrf3 Transkriptionsfaktors bei der Entstehung und Progression von Hautkrebs

Unsere bisherigen Ergebnisse zeigten, dass der Verlust des Nrf3 Transkriptionsfaktors in Mäusen die maligne Progression von epithelialen Hauttumoren fördert. Zudem fanden wir eine starke Reduktion der NRF3 Expression in menschlichen Basalzell- und Plattenepithelkarzinomen. Dies ist funktionell relevant, da der Verlust von Nrf3 die Apoptose von Keratinozyten reduzierte und die Migration dieser Zellen förderte. Diese Daten sprechen für eine Tumorsuppressor-Funktion von NRF3 in der Haut. Wir möchten nun untersuchen, in welcher Phase der Hauttumorgenese es zu der Reduktion von NRF3 kommt und ob dies mit invasivem Wachstum korreliert. Weiterhin sollen die Konsequenzen des Verlusts bzw. der Überexpression von NRF3 in Plattenepithelkarzinomzellen in 2D und 3D Hautkulturen und im Maus-Xenograft Modell untersucht werden. Schließlich sollen durch die Identifizierung und Charakterisierung von NRF3 Interaktionspartnern und Zielgenen die Mechanismen untersucht werden, über die NRF3 die Hautkrebsprogression steuert. Diese Versuche bilden die Grundlage für eine mögliche Aktivierung von NRF3 bzw. relevanter NRF3 Zielgene zur Prävention und/oder Behandlung von Hauttumoren im Menschen.

Immunsystem + Hämatopoese

PD Dr. rer. nat. Barbara Adler

Max von Pettenkofer-Institut, Virologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Entwicklung eines Impfstoffs zur Bekämpfung von HCMV-bedingten Komplikationen in der Tumortherapie: Untersuchungen im präklinischen Modell

Eine lebensbedrohliche Komplikation von Tumortherapien wie Knochenmarkstransplantationen oder Chemotherapien ist die Infektion mit humanem Cytomegalievirus (HCMV). Eine effektive HCMV-Vakzine könnte die klinischen Erfolgsraten nach Transplantation oder Tumortherapie deutlich verbessern. Cytomegalieviren exprimieren einen gH/gL/Chemokin-Komplex auf der Partikeloberfläche, der die Infektion von Monozyten und dendritischen Zellen vermittelt, Zellen, die essentiell für die Dissemination von CMV sind, gleichzeitig aber auch die antivirale Immunantwort regulieren. gH/gL/Chemokin-spezifische Antikörper gehören zu den in vitro am effizientesten neutralisierenden anti-HCMV Antikörpern. Inwieweit diese Antikörper auch die antivirale Immunantwort beeinflussen, ist unbekannt. Wir wollen in der Infektion der Maus mit murinem Cytomegalovirus untersuchen, ob gH/gL/Chemokin-spezifische Antikörper auch in vivo vor einer CMV-Infektion schützen und inwieweit sie die Komplex-unabhängige antivirale Immunantwort beeinflussen. Konzeptionell sollen diese Untersuchungen zeigen, ob gH/gL/Chemokin-basierte Impfstoffe einen vielversprechenden Ansatz für eine neue HCMV-Vakzinentwicklung darstellen könnten.

PD Dr. med. Dr. rer. nat. Maya C. André

Hämatologie und Onkologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Is checkpoint modulation of NK cell development with 5-AzaCytidine feasible?

In Vorarbeiten in Stammzelltransplantierten huNSG Mäusen konnten wir beträchtliche NK Zell vermittelte Graft-versus-Leukämie Effekte beobachten, wenn subtherapeutische Dosen von 5-AzaCytidin verabreicht wurden. Die immunologischen Mechanismen verstehen wir insofern, als wir zeigen konnten, dass vermehrt unreife NK Zell Vorläuferzellen nachzuweisen sind und dass sich das Transkriptionsfaktor-Expressionsprofil in sich differenzierenden Stammzellen ändert. Daher möchten wir hier die epigenetische Regulation dieser identifizierten Transkriptionsfaktoren untersuchen und untersuchen, ob eine Checkpoint-Regulation tatsächlich die Entstehung der NK Zell-Reihe begünstigt. Auch möchten wir in huNSG Mäusen, in denen wir die das Entstehen der Hämatopoese verfolgen können, untersuchen, ob die bevorzugte Entwicklung von NK Zellen auf Kosten anderer Zellreihen geht. Da ein Großteil des menschlichen NK Zell Pools nach Transplantation aus unreifen NK Zellen besteht, könnte 5-AzaC ein größeres therapeutisches Potential haben als bislang angenommen. Aus unseren Überlegungen lässt sich eine innovative und gering toxische Form einer Immuntherapie mit einem bereits zugelassenen Medikament ableiten.

Dr. rer. nat. Baubak Bajoghli

Abteilung Onkologie, Hämatologie, Immunologie, Rheumatologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

NAMPT-abhängige Deazetylierung von RUNX1 in akuter myeloischen Leukämie (AML)

Der Transkriptionsfaktor RUNX1 hat zentrale Rollen in der Differenzierung von hämatopoetischen Stammzellen und Leukämogenese. Bei 15% der Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) treten genetische Veränderungen in RUNX1 auf. Darüber hinaus können post-translationale Modifikationen von RUNX1 durch Enzyme zu Malignitäten beitragen. Die Wirkung der RUNX1-Deazetylierung auf die Hämatopoese und die leukämogene Transformation ist noch nicht bekannt. Die Ergebnisse aus unseren Vorarbeiten zeigen, dass RUNX1 mit SIRT1 in AML-Zellen interagiert. SIRT1 ist eine Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase (NAMPT)-abhängige Protein-Deazetylase, die stark in AML aktiv ist. Die Behandlung von AML-Blasten mit NAMPT-Inhibitor beeinträchtigt die Interaktion zwischen RUNX1 und SIRT1 und führt zu einer erhöhten RUNX1-Azetylierung. Unsere Hypothese ist, dass RUNX1 ein Ziel der NAMPT/SIRT1-abhängigen Deazetylierung ist und die Hemmung von RUNX1 Funktion durch NAMPT/SIRT1 zur Leukämogenese beitragen kann. Dies könnte einen neuartigen Mechanismus der AML-Entwicklung darstellen und neue Wege für Therapien der AML durch Wiederherstellung von RUNX1-Funktionen öffnen.

Dr. rer. nat. Hanna-Mari Baldauf

Max von Pettenkofer Institut & Genzentrum, Virologie, Nationales Referenzzentrum für Retroviren
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Targeting SAMHD1 for degradation to enhance Ara-C cytotoxicity in AML cells

Kürzlich konnten wir SAMHD1 als potenten Biomarker für die Cytarabin Antwort in Patienten mit AML identifizieren. Innerhalb dieser Studie konnten wir nachweisen, dass die Behandlung von AML-Zelllinien und primären AML-Blasten mit Virus-ähnlichen Partikeln (VLPs), in die SAMHD1-interagierende Vpx Proteine des Makaken 251 Affen-Immundefizienzvirus inkorporiert waren, die Ara-C-Zytotoxizität bis zu 100-fach erhöht. Im aktuellen Antrag planen wir, verschiedene Applikationswege von lentiviralen Vpx- und auch Vpr-Proteinen zu untersuchen, um SAMHD1 gezielt einer proteasomalen Degradation zu zuführen und damit die Ara-C-Zytotoxizität zu steigern. Dieses möchten wir durch die Inkorporation in VLPs, Liposome und nanoMOFs als auch durch die Cell-penetrating peptide (CPP)-vermittelte Aufnahme von minimalen Vpx- und/oder Vpr-basierenden Peptidfragmenten mit SAMHD1- und Proteasom-Bindungsmotiven erreichen. Zusammengefasst wird diese Studie die Entwicklung von optimierten Peptid- oder lentiviralen Protein-basierten Verfahren unterstützen mit dem Ziel, neue Ara-C-basierte therapeutische Optionen für AML-Patienten mit hoher Blasten-assoziierter SAMHD1-Expression zu eröffnen.

Dr. rer. nat. Wibke Bayer

Institut für Virologie
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Identifikation von immunsuppressiven Sequenzen in retroviralen Hüllproteinen und Analyse ihres Einflusses auf Tumor-Entstehung und -Kontrolle

Während die Inzidenz von Immundefizienz-assoziierten Tumorerkrankungen in HIV-Infizierten auf Grund der sehr effektiven antiretroviralen Therapie stark zurückgegangen ist, haben sich nicht-AIDS-definierende Tumorerkrankungen zu einer der Haupt-Todesursachen bei HIV-infizierten Patienten entwickelt, was unter anderem auf höhere Inzidenzen und aggressivere Verläufe zurückzuführen ist. Ein Faktor der hierfür verantwortlich sein kann ist die durch HIV induzierte Immunsuppression, die auch in der effektiven Therapie bei stabilen CD4+ T-Zell-Zahlen beobachtet wird. Eine wichtige Rolle bei der Induktion der Immunsuppression wird dem HIV-Hüllprotein (Env) zugesprochen, es handelt sich hierbei um eine konservierte Eigenschaft, die sich bei allen Retroviren findet. Diese immunsuppressiven Eigenschaften von retroviralen Env-Proteinen sollen in dem vorgeschlagenen Forschungsvorhaben charakterisiert, und an ihr beteiligte Protein-Sequenzen identifiziert werden. Erkenntnisse über die Mechanismen der Immunsuppression nach retroviraler Infektion und den Einfluss auf die Tumorkontrolle können wichtige Erkenntnisse für eine verbesserte Therapie von Tumor-Erkrankungen bei HIV-Patienten liefern.

Prof. Dr. med. Thomas Boehm

Entwicklung des Immunsystems
Max-Planck-Gesellschaft

Tiermodell für menschliche Thymome

In allen weltweit beschriebenen Kohorten findet sich bei Thymomen der A- und AB-Typen auffällig häufig eine erworbene identische Mutation im Transkriptionsfaktor GTF2I, die zu einer abnormalen Differenzierung des Thymusstromas führt. Bei einem in Vorarbeiten zu diesem Projekt entwickelten Mausmodell führte die Expression der mutierten Form des Gtf2i-Transkriptionsfaktors in thymischen Epithelzellen zu deren Fehlfunktion. Im beantragten Projekt soll mit Hilfe dieses Modells der Pathomechanismus der Thymomentstehung beleuchtet werden. Detaillierte morphologische und transkriptionelle Analysen sollen die dem Thymom zugrunde liegende Ausgangszelle definieren und Hinweise auf Störungen bei Differenzierung und Proliferation der Epithelzellen sowie der Immunhomöostase geben. Dazu planen wir, die klinische Situation des zellulären Nebeneinanders von Tumor- und Wildtyp-Zellen in tetraparentalen Chimären zu modellieren, um Erkenntnisse zu deren reziproken Wechselwirkung zu gewinnen. Diese Studien sollen in die Erstellung möglichst aussagekräftiger diagnostischer Kriterien münden, von denen wir hoffen, dass sie für klinisch-pathologische Fragestellungen zum Thymom von Nutzen sein werden.

Dr. rer. nat. Maike Buchner

Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie
Technische Universität München (TUM)

Funktionelle Charakterisierung des CBM-Komplexes bei der Chronischen Lymphatischen Leukämie

Die Chronische Lymphatische Leukämie (CLL) ist eine der häufigsten B-Zellneoplasien in westlichen Ländern. Intensive Forschung hat bereits zu einer signifikanten Verbesserung des Verständnisses der CLL Pathogenese geführt, insbesondere im Hinblick auf den B-Zellrezeptor (BZR)-Signalweg. Trotz des klinischen Erfolges des BTK-Inhibitors Ibrutinib ist ein signifikanter Anteil der Patienten refraktär oder entwickelt schwer therapierbare Resistenzen. Der CBM-Komplex besteht aus den Molekülen CARD11, BCL10 und MALT1 und spielt eine entscheidende Rolle bei BZR-induzierter NF-κB Aktivierung und somit für das Überleben der CLL Zellen. Die funktionelle Rolle bei CLL wurde noch nicht ausreichend untersucht. In diesem Projekt benutzen wir genetische Strategien um die Abhängigkeit der CLL von CBM-Komponenten und MALT1-Paracaspase-Aktivität zu untersuchen. Wir charakterisieren die CLL Progression, Signalgebung, Genexpression, sowie Ibrutinib-Sensitivität nach CBM-Aktivierung oder Inaktivierung. Dabei werden nicht nur potentiell interessante therapeutische Ziele für Ibrutinib-resistente CLL untersucht, sondern auch eine mögliche Rolle der CBM-Aktivierung in der Richter-Transformation aufgedeckt.

Dr. rer. nat. Igor Cima

DKFZ-Abteilung für Translationale Neuroonkologie am WTZ
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)

Entschlüsselung immunologischer Netzwerke im humanen Glioblastom unter besonderer Berücksichtigung von tumorassoziierten hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen

Immuntherapie ist ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung des Glioblastoms (GBM), allerdings ist bis dato nicht vollständig bekannt, wie das Immunsystem während des Krankheitsverlaufs reagiert. Nach unserer Hypothese ermöglicht die vollständige Kartierung aller Immunzelltypen aus neurochirurgischen Resektaten, sowie angrenzender Infiltrationszonen des Gehirns, eine Entschlüsselung der wichtigsten immunologischen Netzwerke im humanen GBM. Hier stellen wir eine Methode vor, mit der es erstmalig möglich ist, alle bekannten Immunzelltypen in einem Gewebe zu kartieren. Vorläufige Ergebnisse dieses Ansatzes deuten auf eine überraschende Rolle von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen (HSPC) als wichtige Prädiktoren zum GBM-Gesamtüberleben hin. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen schlagen wir Experimente vor, in denen GBM-assoziierte HSPCs mechanistisch untersucht werden. Unser "systemimmunologischer" Ansatz, angewendet auf klinisch relevante Fragestellungen und kombiniert mit der gründlichen Charakterisierung wichtiger Resultate, wird dazu dienen, die Translation neuerkannter immuntherapeutischer Ansätze für das GBM aus der Grundlagenforschung in die Klinik zu beschleunigen.

Prof. Dr. med. Simone Fulda

Institut für Experimentelle Tumorforschung in der Pädiatrie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Smac Mimetic zur Apoptosesensitivierung des DLBCL: Molekulare Mechanismen und therapeutische Implikationen

Die Wirkung onkologischer Therapien beruht v. a. auf der Induktion des programmierten Zelltods in Krebszellen, sodass Apoptosedefekte, z. B. infolge einer Überexpression von "Inhibitor of Apoptosis" (IAP) Proteinen, zur Therapieresistenz führen können. Wir haben kürzlich entdeckt, dass die Hemmung von IAP Proteinen durch Smac Mimetic diffuse großzellige B-Zell-Lymphom (DLBCL) Zellen für Apoptose sensitivierte und Smac Mimetic in Kombination z. B. mit Proteasominhibitoren synergistisch in DLBCL Zellen Apoptose induzierte. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, die molekularen Wirkmechanismen zu entschlüsseln, die für die Smac Mimetic-vermittelte Sensitivierung von DLBCL Zellen für Apoptose verantwortlich sind, und das therapeutische Potential einer Smac Mimetic-basierten Kombinationstherapie in einem präklinischen Mausmodell des DLBCL in vivo zu evaluieren. Da verschiedene Smac Mimetics derzeit in ersten klinischen Studien getestet werden, legt das Projekt wichtige Grundlagen für eine mögliche zukünftige Anwendung Smac Mimetic-basierter Kombinationstherapien zur therapeutischen Induktion von Apoptose beim DLBCL.

Prof. Dr. med. Martin-Leo Hansmann

Senckenbergisches Institut für Pathologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Die Identität des Hodgkin- und Reed-Sternberg-Tumorzellklons im Hodgkin-Lymphom und Existenz CD30-positiver prämaligner B-Zellen

Die in der ersten Förderperiode etablierte und begonnene Exomsequenzierung von primären Hodgkin- und Reed-Sternberg (HRS)-Zellen soll als erstes Ziel durch Validierungsstudien abgeschlossen werden. CD30+ HRS-Zellen gelten als Tumorklon des Hodgkin-Lymphoms (HL). Es gibt allerdings Hinweise auf die Existenz von CD30- Tumorklonmitgliedern. Ziel 2 ist daher zu klären, ob der HRS-Tumorklon auch CD30- Mitglieder umfasst, was für das Verständnis der Pathobiologie, und für die HL-Therapie mit Anti-CD30-Antikörpern von großer Relevanz ist. Durch Analyse von IgV-Genen soll die klonale Verwandtschaft von mikrodissezierten CD30+ HRS-Zellen zu CD30- Kandidatenzellen untersucht werden. CD30+ und CD30- Klonmitglieder sollen auf differentielle Genausprägung analysiert werden. HRS-Zellen sind in ihrer Genausprägung ähnlich zu normalen CD30+ B-Zellen, so dass diese möglicherweise HRS-Vorläuferzellen darstellen. Ob lymphoproliferative Phänomene mit zahlreichen CD30+ B-Zellen prä-maligne Läsionen des HL darstellen ist unklar. Ziel 3 ist zu klären, ob CD30+ B-Zell-Expansionen in reaktiven Lymphknoten HL-Vorläuferläsionen repräsentieren. Dazu sollen CD30+ B-Zellen auf Monoklonalität mittels IgV-Gen-Analyse untersucht werden. Durch Analyse auf HRS-Zell-typische Mutationen soll ihre prä-maligne Natur geklärt und so erste Schritte der HL-Pathogenese charakterisiert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Vigo Heissmeyer

Abteilung Molekulare Immunregulation
Helmholtz Zentrum München

Inhibition der Roquin-Aktivität zur Verbesserung adoptiver T-Zelltherapie

Trotz Tumor-infiltrierender Lymphozyten (TILs), die jedoch nicht ausreichend aktiviert werden, können Tumore vom Immunsystem nicht unter Kontrolle gebracht werden. In diesem Antrag schlagen wir deshalb vor, durch die Modulation von Roquin, einer "physiologischen Bremse“ der T-Zell-Funktion, die Effizienz Tumor-spezifischer T-Zellen zu steigern. Gestützt durch unsere Vorversuche wollen wir jetzt im Mausmodell zeigen, dass Roquin-defiziente CD8+ T-Zellen in vivo eine verbesserte zytotoxische Aktivität besitzen. Um die potentiellen Erfolge zukünftig im Patienten nutzbar zu machen, soll ein induzierter Knockout (CRISPR/Cas9 System) oder eine Inhibition von Roquin (“sponge“ Konstrukte) entwickelt werden. Weiterhin soll herausgefunden werden, ob TILs durch Biomarker der Roquin-Aktivität in ihrer Zytotoxizität unterschieden werden können. Insgesamt schlagen wir als neuen und vielversprechenden Ansatz in der Behandlung von Tumorerkrankungen eine Roquin-Inhibition in T-Zellen vor, um einen kooperativen therapeutischen Effekt zu erzeugen, da Roquin ein übergeordneter Regulator mehrerer pro-inflammatorischer Moleküle mit erwiesenem Nutzen in der Immunzelltherapie ist.

Prof. Dr. med. Martin A. Horstmann

Klinik für pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Universität Hamburg

Stress-induzierte DNA-Schadensantwort und -Reparatur bei leukämogener FOXM1 Insuffizienz in hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen

Die akute lymphatische Leukämie (ALL) des Kindesalters ist eine (epi-)genetische Erkrankung. Ihre Entstehungsgeschichte ist weitgehend ungeklärt. Insbesondere die Mechanismen der Mutagenese in ihrem ontologischen, reifungsabhängigen Kontext, die zu spezifischen molekulargenetischen Subtypen der ALL führen, sind kaum erforscht. Eine Infektionsstress-induzierte genomische Instabilität lymphopoetischer Zellen wird diskutiert. Wir postulieren hier eine übergeordnete Störung der genomischen Stabilität durch Haploinsuffizienz des Mitose- und potenziell DNA-Reparatur kontrollierenden FOXM1 Gens, das in einer Vielzahl unterschiedlicher ALL deletiert vorgefunden wird. In konditionellen Foxm1-knock-out Mausmodellen beobachteten wir eine hohe Penetranz akuter, zumeist lymphoblastischer Leukämien, die mit einer Tumorsuppressorfunktion des Foxm1 im Einklang stehen. Im Mausmodell sollen nun die Auswirkungen einer Foxm1 (Haplo-)Insuffizienz auf die in vivo stress-induzierte DNA-Schadensantwort und -Reparatur in hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen untersucht werden, um auf diese Weise die frühkindliche Stimulation des lymphatischen Immunsystems durch Infektionen nachzustellen.

Prof. Dr. med. Dietrich Kabelitz

Institut für Immunologie Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Modulation der Interaktion zwischen γδ T-Zellen und Tumorzellen durch TLR7/8 und STING Liganden

Humane Vγ9Vδ2 γδ T-Zellen können Tumorzellen von gesunden Zellen aufgrund der erhöhten Konzentration endogener Pyrophosphate in transformierten Zellen unterscheiden. γδ T-Zellen sind daher für zellbasierte Immuntherapien von großem Interesse. Liganden für Mustererkennungsrezeptoren wie z. B. Toll-like Rezeptoren (TLR) werden als Adjuvantien für Tumorvakzine, aber auch in der lokalen Tumortherapie (z. B. TLR7 Ligand Imiquimod) eingesetzt. Ziel des Vorhabens ist die Charakterisierung der Modulation der γδ T-Zell/Tumorzell-Interaktion durch Liganden für TLR7, TLR8 sowie für den zytoplasmatischen DNA Sensor STING (STimulator of INterferon Genes); Liganden für alle drei Rezeptoren sind in der Entwicklung für den klinischen Einsatz. Wir werden im Detail den Einfluss der Liganden (i) auf γδ T-Zellen, (ii) auf die Sensitivität von Tumorzellen gegenüber γδ T-Zell Lyse, sowie (iii) auf die Interaktion zwischen γδ T-Zellen und Tumorzellen untersuchen. Wir erwarten neue Erkenntnisse darüber, wie die anti-Tumor Effektorfunktion von γδ T-Zellen verstärkt und möglicherweise die in einigen Studien berichtete pro-tumorigene Aktivität von γδ T-Zellen überkommen werden kann.

PD Dr. med. Jan Krönke

Innere Medizin III
Universität Ulm

Identifizierung prädiktiver molekularer Marker mittels RNA Sequenzierung für die Therapiestratifikation älterer Patienten mit Multiplem Myelom

Das Multiple Myelom ist eine maligne Erkrankung der Plasmazellen. Bei jüngeren Patienten führt eine Kombination von Lenalidomid mit intensiver Chemotherapie zu langanhaltenden Remissionen. Bei älteren Patienten ist eine intensive Therapie gegenüber einer weniger intensiven Therapie jedoch mit einem erhöhten Risiko für schwere Nebenwirkungen und therapieassoziierter Mortalität verbunden. Es ist aktuell nicht möglich vorherzusagen, ob ein Patient von einer intensiven oder nicht-intensiven Therapieform profitiert. In der randomisierten, prospektiven DSMM XIII-Studie wurden ältere Patienten entweder kontinuierlich mit Lenalidomid/Dexamethason alleine oder gefolgt von zwei Hochdosistherapien behandelt. In dem beantragten Projekt wollen wir mittels RNA Sequenzierung der Tumorzellen Prädiktoren für das Ansprechen und Überleben in den beiden Therapiearmen identifizieren. Die Ergebnisse aus diesen Untersuchungen haben das Potential, die Therapie von Patienten mit Multiplem Myelom in Zukunft im Sinne einer personalisierten Medizin besser steuern zu können.

Prof. Dr. med. Peter Lang

Hämatologie / Onkologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Bedeutung von B7-H3 (CD276) als Zielantigen für ADCC-vermittelnde Antikörperkonstrukte und für Checkpoint-Inhibition bei pädiatrischen Malignomen

Zur Behandlung des Neuroblastoms bei Hochrisikopatienten wird das Disialogangliosid-Antigen GD2 erfolgreich als Ziel im Rahmen von Immuntherapien mit monoklonalen Antikörpern (mAbs, wie z. B. anti-CH14.18) genutzt. Allerdings sind sowohl die GD2 Expression als auch die Ansprechrate auf anti-CH14.18 variabel. In diesem Projekt soll B7-H3 (CD276) als alternatives oder zusätzliches Zielantigen für immuntherapeutische mAbs, die „antibody-dependent cellular cytotoxicity“ (ADCC) oder eine Checkpoint-Inhibition vermitteln, evaluiert werden. B7-H3 ist auf vielen Tumoren überexprimiert, jedoch auf gesundem Gewebe kaum oder gar nicht zu finden. Wir haben folgende Ziele: 1) Verschiedene anti-B7-H3 mAb Konstrukte (Fc-optimiert und/oder mAb-Zytokin Fusionen) sollen in vitro auf ihre Fähigkeit zur ADCC getestet werden. 2) Die in vivo Funktionalität des mAbs soll in einem Mausmodell verifiziert werden. 3) Durch einen unbekannten Rezeptor wirkt B7-H3 negativ-immunregulatorisch. Dieser soll identifiziert werden, um zukünftig als Ziel für mAbs zu dienen, die die Interaktion mit B7-H3 unterbinden. Hieraus soll eine effektive Checkpoint-Inhibition resultieren.

PD Dr. rer. nat. Jörn Lausen

Institut für Industrielle Genetik, Abteilung Eukaryotengenetik
Universität Stuttgart

Untersuchung der genregulativen Rolle eines PRMT6/LEF1/RUNX1 Komplexes bei Leukämien

Die Protein-Arginin-Methyltransferase 6 (PRMT6) stellt ein potenzielles Ziel für eine epigenetische Krebstherapie dar. Der Mechanismus, wie PRMT6 die Proliferation beeinflusst, ist weitgehend ungeklärt. Um zu ermitteln, wie PRMT6 das Zellwachstum beeinflusst, haben wir PRMT6 Interaktionspartner identifiziert. Dabei haben wir gefunden, dass PRMT6 mit den Transkriptionsfaktoren LEF-1 und RUNX1 interagiert. Weiterhin haben wir PRMT6/LEF1/RUNX1 Zielgene identifiziert, die das Wachstum von Leukämiezellen verändern. In den geplanten Untersuchungen wollen wir Genexpressionsstudien von PRMT6, LEF1 und RUNX1 in Leukämiezelllinien und primären Blutzellen durchführen und direkte Zielgene des PRMT6/LEF1/RUNX1-Komplex genomweit ermitteln. Außerdem möchten wir untersuchen, ob PRMT6 zu einer epigenetischen Regulation dieser Gene beiträgt, und ob diese Gene durch PRMT6 Inhibition beeinflusst werden. Des Weiteren möchten wir untersuchen, ob PRMT6 Zielgene unterhalb des wichtigen WNT/-Catenin Signalweges liegen. Eine pharmakologische Inhibition von PRMT6 könnte zu einer Aktivierung von PRMT6/LEF1/RUNX1-Zielgenen und dadurch zu einer Wachstumsinhibition von Krebszellen beitragen.

Prof. Dr. rer. nat. Rolf Marschalek

Institut für Pharmazeutische Biologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Biology of t(6;11) fusion proteins and their specific role in lineage switch from AML to T-ALL

The chromosomal translocation t(6;11) is predominantly diagnosed in patients with high-risk AML (acute myeloid leukemia) which is associated with a very poor prognosis (survival is ~10%). The MLL fusion partner AF6 is known to impact on RAS signaling and to directly interact with BCR and LMO2. Here, we want to functionally characterize 2 different MLL-AF6 fusions with breakpoint either in MLL intron 9 (AML) or intron 21 (T-ALL). By using the different breakpoints, an important control domain (PHD1-3/BD) is swapped from AF6-MLL (AML) to MLL-AF6 (T-ALL). We are mainly interested in the molecular mechanism leading to this lineage switch and the resulting disease phenotypes. In first instance, cellular model system will be created to investigate potential mechanism at the molecular level. We expect fundamental changes in gene expression profiles when using the four different t(6;11) fusion proteins, and hopefully, novel insights into this type of high-risk leukemia which will be useful on the long run for developing of novel therapeutic strategies.

Prof. Dr. med. rer. nat Peter Oefner

Institut für funktionelle Genomik
Universität Regensburg

Proteomanalysen in Formalin-fixierten Paraffingewebe-Schnitten von diffusen großzelligen B-Zell Lymphomen zur Identifizierung neuer Marker zur Therapiesteuerung

Die molekulare Klassifikation von diffusen großzelligen B-Zell Lymphomen (DLBCL) in „Germinal Center B (GCB)“ und „Activated B Cell (ABC)“ ähnliche Subtypen bildet die Grundlage für die Erprobung neuer, gezielter Therapieansätze. Erforderte die Klassifikation mit DNA-Mikroarrays noch frisches Gewebe, erlaubt heute das NanoString nCounterTM System die gezielte Genexpressionsanalyse in Formalin-fixiertem Paraffin-eingebettetem (FFPE) Gewebe. Mittels Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) erstellten wir kürzlich eine aus acht Proteinen bestehende GCB/ABC-Signatur, die ausgezeichnet mit Genexpressionsdaten übereinstimmt aber an keine herstellerspezifischen Instrumente und Reagenzien gebunden ist. Die LC-MS erlaubt überdies die ungezielte Quantifizierung hunderter weiterer Proteine für die Identifizierung neuer Biomarker. Hier beantragen wir Mittel, um (1) die bestehende GCB/ABC-Proteinsignatur an 400 FFPE-Schnitten, für die Genexpressionsdaten vorliegen, zu validieren, (2) weitere Biomarker für die Therapie-Stratifizierung zu identifizieren, und (3) die immunhistochemische Eignung der gefundenen Marker zu testen.

Dr. med. Anne Rensing-Ehl

Centrum für Chronische Immundefizienz
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Autoimmun-lymphoproliferatives Syndrom als Modellerkrankung zur Untersuchung der Signal-vermittelten und metabolischen Steuerung unkontrollierter T-Zell Proliferation

Das autoimmune lymphoproliferative Syndrom (ALPS) wird durch FAS Mutationen hervorgerufen. Der FAS Defekt führt zur Akkumulation von CD3+TCRab+CD4-CD8- doppelt negativen T-Zellen (DNT). Auf zellulärer Ebene stellt sich die Frage, aus welchen Zelldifferenzierungsstadien die DNT hervorgehen. Über Massenzytometrie (CYTOF) werden die DNT multiparametrisch phänotypisch charakterisiert. Mittels TCR deep sequencing wird analysiert, ob die DNT-Differenzierung über die TCR Spezifität determiniert wird und ob Sequenzen CMV/EBV-spezifischer T-Zellen unter den DNT zu finden sind. Auf molekularer Ebene sollen aktivierte oder inhibierte Signal- und Stoffwechselwege in DNT über RNAseq identifiziert werden. Die Aktivität der wichtigsten metabolischen Wege sowie die Aktivität von Zellorganellen wird untersucht. Identifizierte Schlüsselmoleküle werden auf Proteinebene bestätigt und die Relevanz wichtiger Signalwege validiert. Wir erwarten, dass die Untersuchung von ALPS modellhaft Mechanismen identifizieren kann, die Schlüsselelemente in der Kontrolle der Zelldifferenzierung und Zellproliferation darstellen und damit auch zum Verständnis von ALPS als Lymphom-Suszeptibilitätssyndrom beitragen.

Prof. Dr. rer. nat. Michael A. Rieger

Medizinische Klinik II, Hämatologie/Onkologie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Subklonale Dominanz, Evolution und Lokalisation von Leukämie-induzierenden Stammzellen in der adulten akuten lymphoblastischen Leukämie – von der Leukämieentstehung bis zur Therapieresistenz

Klonale Evolution und epigenetische Differenzierung führt zu intratumoraler Zellheterogenität und erschwert die Entwicklung umfassender, effizienter Therapeutika. Die BCP-ALL ist eine maligne Erkrankung der lymphatischen Vorläuferzellen. Trotz effektiver Erstlinienchemotherapie ist das Gesamtüberleben von betroffenen Erwachsenen mit 40-50% schlecht, da gehäuft Rezidive auftreten, die vermutlich von Therapie-resistenten Leukämie-induzierenden Zellen ausgehen. Große Unklarheit besteht über die Existenz und Frequenz dieser Zellen in adulter BCP-ALL, und einzelne Studien postulieren, dass die Mehrzahl an BCP-ALL Zellen Leukämie-induzierendes Potential besitzt. Um verbesserte Therapien zukünftig entwickeln zu können, müssen die Zielzellen und deren Verhalten und Mechanismen viel besser verstanden werden. Daher planen wir hier, ein weltweit-einzigartiges primäres Zellsystem von BCP-ALL Patienten in Kombination mit modernster Barcoding und „Label-Retention“-Technologien in vivo zu studieren, um Fragen der klonalen Evolution, der Verteilung und Abhängigkeit einzelner Subpopulationen in unterschiedlichen Organen und Mikromilieus, und deren Verhalten unter Therapie zu verstehen.

Dr. med. Uwe Thiel

Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin
Technische Universität München (TUM)

Die Rolle der haplo-identischen Stammzelltransplantation als Grundlage für die Immuntherapie von Patienten mit therapie-refraktären Ewing Sarkomen

Das Ewing Sarkom (ES) ist ein hochmaligner Knochen- und Weichteiltumor. Es betrifft vor allem Kinder und Jugendliche. ES Patienten mit Knochen(mark)-Metastasen oder frühem Rezidiv haben eine schlechte Prognose. Die allogene Stammzelltransplantation (allo-SCT) beruht auf der Annahme eines graft-versus-tumor-Effekts, sie wird aufgrund des GvHD Risikos jedoch nur experimentell bei Patienten mit metastasierten ES angewendet. Durch die verbesserte Kontrolle der graft-versus-host-disease (GvHD) und unter der Vorstellung, dass die haplo-identische allo-SCT aufgrund der Alleldifferenz einen stärkeren Antitumor-Effekt gegenüber der HLA-identischen allo-SCT auslöst, wurden in den letzten Jahren vermehrt haplo-identische allo-SCT durchgeführt. In einer matched-pair Analyse werden im beantragten Projekt die individuellen Profile mit jenen von jeweils vier entsprechenden Patienten aus der ES Studie (Prof. Uta Dirksen, Essen) die keine allo-SCT erhalten hatten, verglichen. In uni- und multivariablen Analysen wird endgültig geklärt ob, bzw. für wen die haplo-identische alloSCT bzw. die HLA-identische allo-SCT eine kurative Option darstellt.

PD Dr. med. Simone Thomas

Klinik und Poliklinik für Innere Medihin III, Hämatologie / Onkologie
Universität Regensburg

HLA-DP spezifische T-Zell-Rezeptoren für die adoptive Immuntherapie von Leukämien im Kontext der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation (2)

HLA-DPB1 Mismatch Antigene kommen in bis zu 80% der hämatopoetischen Stammzelltransplantationen von HLA10/10 identen Spendern vor und können als Zielstrukturen für eine adoptive T-Zell-Therapie genutzt werden. In Vorarbeiten gelang uns die Isolation eines HLADPB1*04:01 spezifischen TZR (TZR11C12), welcher die Umprogrammierung von CD4 und CD8 T-Zellen gesunder Spender in hocheffektive Leukämie-reaktive Effektoren erlaubt. Im Fortsetzungsantrag möchten wir die bisherigen Daten zur in vivo Effektivität des TZR11C12 komplettieren, TZR modifizierte T-Zellen mit einem tEGFR Sicherheitsmechanismus ausstatten und diesen funktionell optimieren und schließlich ein T-Zell-Produkt definieren, welches sich prinzipiell für eine klinische Translation eignet. Des Weiteren gelang uns die Etablierung eines Stimulationsverfahrens, welches die gezielte Generierung von CD4-unabhängigen HLA-DPB1 spezifischen CD4 T-Zell-Populationen erlaubt. Aus diesen T-Zell-Klonen möchten wir weitere TZR Kandidaten – insbesondere mit einer hämatopoesespezifischen Reaktivität isolieren – und funktionell charakterisieren.

Univ.-Prof. Dr. med. Robert Zeiser

Department Innere Medizin I, Schwerpunkt Hämatologie/Onkologie und Stammzelltransplantation
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Einfluss von Kinase-Hemmung auf multiple zelluläre Kompartimente bei Darm GVHD (5)

Akute Graft-versus-host Erkrankung (GvHD) des Darms verursacht eine hohe Mortalität von Patienten die aufgrund ihrer akuten Leukämie eine allogene Stammzelltransplantation erhalten. In der letzten Förderperiode konnten wir zeigen, dass IL-20Rα-/- Dendritische Zellen verstärkt zelluläre Kommunikation zwischen dem entzündeten Ileum und den Lymphknoten vermitteln (Hülsdünker J et al. Blood 2018). In diesem Antrag soll nun untersucht werden, welchen Einfluss die Hemmung verschiedener Kinasen (MEK, Aurora kinase A, JAK1/2, PI3K) auf die transkriptionelle und funktionelle Aktivität von intestinalen Neutrophilen, inflammatorischen Monozyten und intestinalen Stammzellen haben und welche Signalwege bei Patienten mit Darm GVHD aktiv sind. Zudem wird analysiert, welche lokalen Gewebefaktoren die pro- oder anti-inflammatorische Aktivität von intestinalen Neutrophilen und Monozyten bestimmen. Die Arbeiten sollen helfen, GVHD Pathogenese besser zu verstehen und so die allogene Stammzelltransplantation sicherer zu machen.

Kanzerogenese allgemein / sonst. onkologische Themen

Prof. Dr. med. Robert Grosse

Pharmakologisches Institut
Philipps-Universität Marburg

Die Bedeutung eines neu entdeckten dynamischen filamentösen Aktin-Netzwerks im Zellkern von Tumorzellen (2)

Aktindynamik spielt eine wichtige Rolle für zelluläre Prozesse wie Kontraktilität, Motilität, Adhäsion oder Transport. Wir konnten in den vergangen 5 Jahren zeigen, dass im Säuger-Zellkern dynamische und regulierte, filamentöse Aktin (F-Aktin)-Strukturen existieren, welche die SRF-Genregulation nach Serumaktivierung oder während der Zelladhäsion steuern. Im Rahmen der vorherigen Förderperiode ist es uns gelungen, eine neue Kern-ständige F-Aktin-Struktur zu identifizieren, welche unmittelbar nach der mitotischen Zellteilung die Tochterzellkerne ausdehnt und den essentiellen Prozess der Chromatindekondensierung fördert. Inhibition der Kern-ständigen Aktindynamik führte in der Folge zu einer Hemmung der Proliferation von Zellen. Mit Hilfe neuer Nachweismethoden von Aktindynamik im Zellkern sowie mittels optogenetischer Steuerung konnten wir zeigen, dass dieses Aktinzytoskelett Kernprotrusionen verursacht und dass der Aktindisassemblierungsfaktor Cofilin-1 im Zellkern eine spezifische und essentielle Rolle für die Chromatinreorganisation in der Mitose spielt. In diesem Antrag möchten wir nun ersten Hinweisen nachgehen, die belegen, dass das Aktinbündelprotein α-Aktinin ebenfalls bei diesem Prozess entscheidend sein könnte. Die hier geplanten Arbeiten sollen die Aktin-abhängigen Mechanismen aufklären, welche das postmitotische Chromatin dekondensieren bzw. reorganisieren, und könnten daher fundamentale Bedeutung für unser Verständnis der Zellteilung und Proliferation haben.

Prof. Dr. Carmen Wängler

Arbeitsgruppe Biomedizinische Chemie, Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin, Medizinische Fakultät Mannheim
Universität Heidelberg

Vergleichende Untersuchung verschiedener Chelatoren für 89Zr mit Hinblick auf die Stabilität der gebildeten 89Zr-Komplexe und somit ihrer Eignung für eine Anwendung in der humanen PET

9Zr ist ein Positronen-Emitter mit vorteilhaften Eigenschaften, welcher Anwendung auch in der humanen PET Bildgebung findet. Der einzige bislang klinisch eingesetzte Chelator zur Radiomarkierung von Biomolekülen mit diesem Nuklid ist Desferrioxamin B (DFO), welches jedoch keine stabilen Komplexe mit 89Zr bildet, was zur Freisetzung des Radiometalls und einer Dosisbelastung des Patienten führt und somit die klinische Anwendbarkeit des Nuklides signifikant einschränkt. Obwohl in den letzten Jahren neue Chelatoren für 89Zr entwickelt wurden, gibt es bislang keine vergleichenden Untersuchungen, die klären, welche dieser Verbindungen tatsächlich das Potential besitzt, DFO in der Klinik zu ersetzen. Ziel des Projektes ist es daher, die vielversprechendsten neuen Chelatoren hinsichtlich ihres Potentials für eine klinische Anwendung vergleichend zu untersuchen, damit DFO hier durch einen stabile 89Zr-Komplexe bildenden Chelator ersetzt werden kann. Dies ermöglicht eine Dosisreduktion der 89Zr-PET-Untersuchung für den Patienten, eine bessere Qualität der erhaltenen PET-Bilder und weiterhin auch eine bessere Verfügbarkeit hochpotenter 89Zr-Radioliganden in der humanen PET-Bildgebung.

Dr. rer. nat. Stefan Werner

Institut für Tumorbiologie
Universität Hamburg

Untersuchung zur Rolle des RAI2-Proteins bei der Koordination der mitotischen Progression und der Aufrechterhaltung chromosomaler Stabilität (2)

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts prüfen wir die Hypothese, ob das RAI2-Protein möglicherweise eine Funktion bei der Aufrechterhaltung genomischer Stabilität besitzen könnte. Im Verlauf der ersten Antragsperiode, die am 30. Juni 2018 endet, konnten wir bisher zeigen, dass eine RAI2-Depletion in den untersuchten Brustkrebszelllinien KPL-1 und MCF-7 tatsächlich zu chromosomaler Instabilität beiträgt. So zeigen unsere Ergebnisse, dass eine RAI2-Depletion prämitotische DNA-Läsionen verursacht. Die daraus resultierenden azentrischen Chromosomen sind von chromosomaler Instabilität. Das Ziel für die zweite Förderperiode ist es, den zu Grunde liegenden molekularen Mechanismus für diese Beobachtungen zu bestimmen. In der Literatur benannte Gründe für die Entstehung azentrischer Chromosomen sind insbesondere Replikationsstress oder eine fehlerhafte DNA-Reparatur. Beide Mechanismen wollen wir in den RAI2-depletierten Zellen analysieren. Darüber hinaus planen wir, zusätzliche Merkmale der RAI2-Lokalisation zu bestimmen.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

Dr. med. Anton Henssen

Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Alternative Verlängerung von Telomeren als therapeutische Schwachstelle inpädiatrischen Rhabdomyosarkomen (SynALT)

Hochrisiko-Rhabdomyosarkome sind nur sehr schwer zu behandeln, sodass neue personalisierte Therapieansätze dringend notwendig sind. Das Prinzip der „synthetischen Letalität“ wurde in den letzten Jahren für die Entwicklung von tumorspezifischen Therapien in Erwachsenen mit großem Erfolg genutzt. Für pädiatrische Patienten fehlen Therapieoptionen, die auf synthetischer Letalität beruhen. Rhabdomyosarkome benutzen alternatives lengthening von Telomeren (ALT) und ALT wird nicht von normalem Gewebe genutzt, sodass ALT eine optimale tumorspezifische Vulnerabilität darstellt. Unsere präliminären Daten deuten darauf hin, dass ALT in pädiatrischen Rhabdomyosarkomen zu einer therapeutisch angreifbaren synthetischen Letalität mit ATR Inhibition führt und daher eine wichtige therapeutische Schwachstelle darstellen könnte. Im Rahmen von SynALT beabsichtigen wir die molekularen Mechanismen dieser synthetischen Letalität zu untersuchen, um neue Schwachstellen in Rhabdomyosarkomen aufzudecken. Wir planen mittelfristig den klinischen Gebrauch von ATR Inhibitoren in Rhabdomyosarkomen zu testen mit dem langfristigen Ziel, die Behandlung von Patienten, die an Rhabdomyosarkomen leiden, zu verbessern.

Prof. Dr. med. Dietmar Lohmann

Institut für Humangenetik
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Auswirkung von genetischen Faktoren auf die Inzidenz, Lokalisation und Histologie von Zweittumoren bei Patienten mit erblichem Retinoblastom

Das Retinoblastom ist der häufigste kindliche Augentumor. Die Hälfte der erkrankten Kinder trägt eine konstitutionelle genetische Veränderung im Gen RB1 und damit ein hohes Risiko, mehrere Retinoblastome und später andere Tumore zu entwickeln. Wir konnten zeigen, dass die Inzidenz, Lokalisation und die Art des Zweittumors durch die Therapie des Retinoblastoms beeinflusst wird. In GenSeC soll der Einfluss von genetischen Faktoren auf die Inzidenz, die Art und die Lokalisation von Zweittumoren untersucht werden. Es werden der Einfluss der Art und der Vererbung der RB1 Mutation und Polymorphismen in MDM2 untersucht. Geplant ist eine erneute Erhebung der Zweittumorinzidenz mit detaillierteren Informationen zur Art der Zweittumore in einer erweiterten Kohorte, die alle Patienten mit Diagnose eines Retinoblastoms nach 31.12.2015 am Referenzzentrum in Essen einschließt. Zusätzliche Informationen über den Einfluss von genetischen Faktoren auf die Zweittumorentstehung bei Überlebenden mit Retinoblastom sollen ein personalisiertes Screening in der onkologischen Nachsorge ermöglichen und dadurch die Früherkennung und die Prognose von Zweitmalignomen verbessern.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Dr. med. Ursula Ehmer

II. Medizinische Klinik und Poliklinik Klinikum rechts der Isar
Technische Universität München (TUM)

Die Rolle von CD44 in der Regulation des YAP-Onkoproteins in der hepatischen Karzinogenese

Das YAP-Onkoprotein spielt eine wichtige Rolle in der hepatischen Karzinogenese. Es ist in der Mehrzahl der humanen hepatozellulären Karzinome (HCC) überexprimiert, die molekularen Grundlagen hierfür sind bisher jedoch nicht geklärt. Aus unseren Vordaten ergeben sich Hinweise, dass das Membranprotein CD44 – ein etablierter Tumorstammzellmarker – eine Aktivierung von YAP im HCC vermittelt. Sowohl Daten eines in unserer Arbeitsgruppe etablierten HCC-Mausmodells sowie Genexpressionsdaten humaner HCCs zeigen eine Korrelation der CD44-Expression mit der Aktivierung von YAP-Zielgenen. Im Rahmen dieses Antrags soll zunächst durch CRISPR/Cas9-vermittelte Genmutation und pharmakologische Inhibition die Rolle von CD44 in der Kontrolle von YAP in murinen und humanen HCC-Zelllinien untersucht werden. Die Ergebnisse sollen dann in unterschiedlichen HCC-Mausmodellen unter Verwendung von in vivo-Transfektionsexperimenten sowie in Cd44 Knock-out-Mäusen bestätigt werden. Wir gehen davon aus, dass unsere Ergebnisse neue Einblicke in die Mechanismen der YAP-Regulation in der hepatischen Karzinogenese geben werden und zur Identifikation neuer therapeutischer Zielstrukturen im HCC beitragen können.

Dr. med. Dr. rer. nat. Christine Engeland

Medizinische Onkologie
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Kombinationstherapie-Ansatz für das Pankreaskarzinom – Überwinden der Resistenz gegenüber Immuntherapie durch eine onkolytische Vakzine

Die Immuntherapie hat die Behandlung vieler Tumorerkrankungen revolutioniert. Das Pankreaskarzinom ist gegenüber diesen Therapien jedoch weitestgehend resistent. Dieses Vorhaben hat das Ziel, durch die synergistische Wirkung von onkolytischen Viren, Immun-Checkpoint-Antikörpern und CAR T-Zellen die Resistenz des Pankreaskarzinoms gegenüber der Immuntherapie zu durchbrechen. Unsere Vordaten zeigen, dass onkolytische Viren die Wirkung sowohl von Checkpoint-Antikörpern als auch von CAR T-Zell-Therapie gegen Pankreaskarzinome steigern können. Eine Herausforderung bei Kombinationstherapien ist die Abfolge und Dosierung der einzelnen Komponenten. Wir verwenden mathematische Modelle, die auf experimentell gewonnenen Daten zur Pharmakokinetik und -dynamik der individuellen Therapie-Komponenten basieren. Durch Simulation unterschiedlicher Dosierungen und Abfolge-Schemata identifizieren wir Kombinationen, deren Wirksamkeit in einem immunkompetenten Mausmodell und in humanisierten Modellen getestet wird. Durch gezielte Modifikation der onkolytischen und CAR-Vektoren entwickeln wir eine maximal wirksame und zugleich sichere Behandlungsstrategie für die klinische Translation.

Dr. sc. hum. Christoph Meyer

II. Medizinische Klinik, Sektion Molekulare Pathologie
Universität Mannheim

Charakterisierung der Funktionen von PRRX1 bei der Differenzierung und Progression des HCC (2)

In dieser ersten Förderphase konnten wir die Expression von PRRX1 im hepatozellulären Karzinom hochaufgelöst darstellen. Zudem definieren wir funktionelle Auswirkungen einer Deregulation. Nach Auswertung von >1200 Proben zeigen wir, dass PRRX1 in Tumoren meist überexprimiert vorliegt und ZEB1/2 EMT Transkriptionsfaktoren eng mit PRRX1 Abundanz verbunden sind. Daten zum Patientenüberleben zeigen, dass erhöhtes PRRX1 in Verbindung mit niedriger ZEB1 oder erhöhter ZEB2 Expression für den Patienten vorteilhaft ist. Reduzierte PRRX1 Expression steigert Tumorzellproliferation, Klonogenität und Glukoseverbrauch. Diese Arbeiten sind aktuell in Revision bei Cellular Physiology and Biochemistry (2018 IF 5.5). Weitere Arbeiten befassten sich mit der Regulation von PRRX1 durch TGF-β. Basierend auf Untersuchungen mit Array Datensätzen sehen wir, dass PRRX1 positiv mit TGF-β Isoformen als auch mit TGF-β Rezeptoren korreliert. In vitro Studien zeigen ferner, dass PRRX1 Isoformen in Tumorzelllinien durch TGF-β induziert wird. Blockade des Signalwegs führt zur Reduktion von PRRX1. PRRX1 lässt sich demnach als Downstream Mediator von TGF-β deklarieren.

PD Dr. med. Christoph Roderburg

Medizinische Klinik III
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Untersuchungen zur Funktion von miRNAs in der Entstehung und der Progression des cholangiozellulären Karzinoms

Das cholangiozelluläre Karzinom (CCC) ist der zweithäufigste primäre Lebertumor. Die molekularen Mechanismen der Karzinogenese des CCC sind bislang nur unzureichend verstanden, sodass eine therapeutische Beeinflussung durch zielgerichtete Therapien nicht möglich ist. Im vorliegenden Antrag sollen in einer funktionellen Screening-Untersuchung im Mausmodell miRNAs mit einer Rolle im CCC identifiziert werden. So identifizierte miRNAs sollen in vitro funktionell charakterisiert und deren relevanten Zielgene identifiziert werden. In vivo soll spezifisch für das jeweilige Krankheitsstadium (adjuvant, palliativ, neoadjuvant) der Effekt einer direkten Modulation der miRNA-Expression mittels Injektion von miRNA-mimics oder sogenannten Antagomirs analysiert werden. Im letzten Arbeitsschritt sollen die zuvor erhobenen Befunde auf ihre klinische Relevanz in humanen Patientenproben überprüft werden und eine mögliche Bedeutung zirkulierender miRNAs als Biomarker untersucht werden. Diese Erkenntnisse können helfen, ein tieferes Verständnis der zur Karzinogenese biliärer Tumore führenden Mechanismen zu erlangen und als Grundlage bei der Entwicklung zukünftiger, molekularer Therapien dienen.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. Harriet Wikman-Kocher

Institut für Tumorbiologie, Zentrum für Experimentelle Medizin
Universität Hamburg

Identifikation von prädiktiven und prognostischen Markern bei Patienten mit Hirnmetastasen im oligometastatischen Krankheitsstadium des nicht-kleinzelligen Lungenkarzinoms

Die zerebrale Metastasierung stellt eine zunehmende Herausforderung der modernen Neuro-Onkologie dar. Klinische Daten lassen vermuten, dass die oligometastasierte Erkrankung, also eine Metastasierung, die nur ein Organsystem betrifft, einer anderen Biologie unterliegt als eine ungezielte polytopische Metastasierung. Das vorrangige Ziel in diesem Forschungsprojekt besteht in der Identifikation individueller Marker, um die molekularen und zellulären Grundlagen der oligometastatischen Disseminierung im Lungenkarzinom zu verstehen. Wir werden die genetischen Profile von oligometastatischen Patienten mit a) Patienten mit polytoper Metastasierung und b) mit Patienten mit solitären Hirnmetastasen während der Therapie vergleichen. Zusätzlich werden wir die Neoantigen-Expression und die Mutationslast, sowie den Status des peripheren Immunsystems untersuchen. Zusammenfassend wollen wir mit diesem Projekt die Anwendbarkeit prädiktiver Marker im Rahmen der „Liquid-Biopsie“ untersuchen.

Nervensystem + Sinnesorgane

apl. Prof. Dr. rer. nat. Hermann Rohrer

Institut für klinische Neuroanatomie, Dr. Senckenbergische Anatomie
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Die Bedeutung unterschiedlicher Vorläuferzellen in sympathischen Ganglien und Nebenniere für die Entstehung des Neuroblastoms (NB)

Das Neuroblastom (NB) entsteht aus Zellen des sympathischen Nervensystems. Tumore in sympathischen Ganglien und Nebenniere haben unterschiedliche Prognosen. Das Projekt geht davon aus, dass Neuroblastome in Ganglien und Nebenniere sich aus unterschiedlichen Vorläuferzellen und durch unterschiedliche Mechanismen entwickeln. Sympathische Neuroblasten, chromaffine Zellen und Vorläuferzellen aus der Nebenniere der Maus werden isoliert, kultiviert und durch RNA-­Sequenzierung molekular charakterisiert. Die Genexpressionsprofile werden einerseits mit embryonalen Vorläuferzellen, andererseits mit Maus-­Neuroblastomen aus sympathischen Ganglien und der Nebenniere verglichen. Mechanismen, welche die Proliferation von sympathischen Neuroblasten, Vorläuferzellen und chromaffinen Zellen steuern, werden vergleichend analysiert. Die Bedeutung relevanter Signalwege (Alk, Wnt, IGF, Ret, Prc2/EZH2) wird durch pharmakologische Blockierung nachgewiesen. Durch Überexpression Tumor-­induzierender Gene (MYCN, aALK) und in vivo Transplantation wird das Tumorpotential vergleichend analysiert.

Prof. Dr. med. Holger Scholz

Institut für Vegetative Physiologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Charakterisierung von WT1 als potenzielles Zielmolekül in Neuroblastomen

Das Neuroblastom ist eine der häufigsten bösartigen Neubildungen bei Kindern. Es beruht auf einer Differenzierungsstörung neuronaler Ganglienzellen des Sympathikus. Der Nachweis einer Amplifikation des MYCN Onkogens in den Tumoren korreliert mit einer ungünstigen Prognose. Kürzlich wurde gezeigt, dass ein hohes Expressionsniveau von Wilmstumorprotein WT1 in Neuroblastomen ohne MYCN Amplifikation mit einer geringeren Überlebensrate einhergeht. WT1 ist ein Zinkfingerprotein, dessen alternative Spleißvarianten auf verschiedenen Ebenen der Genexpression wirksam sind. In bislang unveröffentlichten Untersuchungen konnten wir nachweisen, dass Sauerstoffmangel, der einen undifferenzierten Tumorphänotyp begünstigt, die WT1 Expression in Neuroblastomzellen stimuliert. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Rolle von WT1 als mögliches Zielmolekül in Neuroblastomzellen untersucht werden. Es soll ermittelt werden, über welche molekularen Mechanismen ein Sauerstoffmangel die WT1 Expression in Neuroblastomzellen stimuliert und welche Zielgene durch die verschiedenen WT1 Isoformen reguliert werden.

Prof. Dr. med. Ulrich Schüller

Forschungsinstitut Kinderkrebszentrum
Universität Hamburg

Etablierung eines Mausmodells zur Erforschung von Biologie und Behandlungsmöglichkeiten SMARCA4-defizienter Rhabdoidtumoren

Genetische Alterationen des SWI/SNF Chromatin Komplexes sind allen Rhabdoidtumoren gemein. Während die meisten Rhabdoidtumoren Mutationen bei SMARCB1 aufzeigen, zeigt ein kleiner Teil stattdessen Veränderungen bei SMARCA4. Weil Patienten mit SMARCA4-defizienten Rhabdoidtumoren früher erkranken und ein deutlich schlechteres Überleben zeigen, ist die Entwicklung geeigneter Mausmodelle zur Erforschung von Biologie und Behandlungsmöglichkeiten besonders wichtig. Im Rahmen des hier dargestellten Projektes planen wir Rosa26-creERT2::SmarcA4Fl/Fl Mäuse zu generieren, die nach Applikation von Tamoxifen zu definierten Zeitpunkten einen ubiquitären Verlust von SmarcA4 zeigen. Anschließend werden wir die Tiere untersuchen, um den zellulären und zeitlichen Ursprung SMARCA4-defizienter Rhabdoidtumoren genau definieren zu können. Schließlich möchten wir die entstandenen murinen Tumoren in Hinblick auf Epigenetik, Genexpression und Morphologie mit humanen Rhabdoidtumoren vergleichen, um die Bedeutung des Modells zu untermauern und zu erkennen, ob bestimmte Zeitpunkte der Tumorinitiierung oder bestimmte zelluläre Ursprünge mit bestimmten Subtypen humaner Rhabdoidtumoren einhergehen.

Prof. Dr. med. Ruthild Gisela Weber

Institut für Humangenetik OE 6300
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Charakterisierung eines mit dem Risiko und der Tumorigenese von Oligodendrogliomen assoziierten Kandidatengens und von dessen Varianten sowie Identifizierung weiterer Gliomprädispositionsgene mittels Gesamtexomsequenzierung

Obwohl Gliome meist sporadisch vorkommen, gibt es durch gelegentliches familiäres Auftreten Hinweise, dass eine genetische Ursache vorliegt. In einer Oligodendrogliomfamilie fanden wir durch Gesamtexomsequenzierung (WES) eine pathogene Keimbahnvariante im CDH1 Gen, die mit dem Tumorphänotyp kosegregiert. Pathogene CDH1 Varianten fanden sich auch in 1/15 weiteren familiären Oligodendrogliompatienten und 2/40 Oligodendrogliom-DNAs. Während CDH1 als Magen-/Brustkrebsdispositionsgen bekannt ist, soll in diesem Projekt dessen Rolle bei der Oligodendrogliomtumorigenese aufgeklärt werden. Dazu soll ein größeres Kollektiv dieser Tumoren auf CDH1 Varianten hin untersucht werden. Die nachgewiesenen Varianten sollen u. A. mittels CRISPR-Cas9 genome engineering in Gliomzellen eingebracht werden. Die variantentragenden Zellen sollen breit funktionell charakterisiert und genutzt werden, um therapeutische Ansätze zu überprüfen. Zum Nachweis neuer Gliomprädispositionsgene soll WES an der Keimbahn einer weiteren Gliomfamilie durchgeführt werden. Wir versprechen uns neue Einblicke in die genetischen Ursachen von Gliomen sowie prospektiv Ansätze für eine individualisierte Gliomprävention/-therapie.

2017

Brustdrüse

Prof. Dr. rer. nat. Gerd Klein

Department II, Zentrum für Medizinische Forschung, Medizinische Klinik
Eberhard Karls Universität Tübingen

Netrine und ihre Rezeptoren beim Mammakarzinom: Funktionen bei der Persistenz disseminierter Tumorzellen und bei der Knochenmetastasierung

Netrine sind eine Familie extrazellulärer Leitungsmoleküle im Nervensystem mit struktureller Verwandtschaft zu den Lamininen. Kürzlich wurde auch eine Beteiligung von Netrinen bei verschiedenen Tumorentitäten aufgedeckt. Beim Mammakarzinom (MaCa) korreliert eine Überexpression von Netrin-1 im Primärtumor mit Tumorstadium sowie Fernmetastasen. Ob Netrine und ihre Rezeptoren auch bei der Disseminierung, Persistenz und nachfolgender Metastasierung der MaCa-Zellen im Knochenmark eine Rolle spielen, ist weitgehend unbekannt. In der geplanten Studie soll die Expression von Netrinen und ihrer Rezeptoren in unterschiedlichen Knochenmarkzellen sowie in MaCa-Zelllinien analysiert werden. Immunhistochemische Untersuchungen von disseminierten MaCa-Zellen sollen zeigen, ob Netrine und ihre Rezeptoren ebenfalls in Patientenproben nachweisbar sind. Funktionelle Analysen zur Proliferation, Adhäsion, Migration und Invasion sollen Aufschluss über den Einfluss von Netrinen auf Interaktionen von MaCa-Zellen und Knochenmarkzellen geben. Detaillierte Kenntnisse zur Beteiligung der Netrine bei der Knochenmetastasierung von MaCa sollen dazu beitragen, mögliche therapeutische Maßnahmen zu evaluieren.

PD Dr. Vijay Tiwari

Institut für Molekulare Biologie gGmbH (IMB)
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Regulation des Transkriptoms während der Epithelialen Mesenchymalen Transition (EMT) bei metastasierenden, progredienten Tumoren (3)

Epithelzellkarzinome gehören zu den häufigsten Krebsarten. Bis zum heutigen Tag ist die Regulierung ihrer Progression auf molekularer Ebene noch nicht vollständig verstanden. Da in der Epithelialen Mesenchymalen Transition (EMT) die Regulierung des Transkriptoms eine zentrale Rolle spielt, haben wir in TGF-β induzierten Brustepithelzellen neue potentielle Regulatorproteine identifiziert, die auf dieser Ebene wirken können. Basierend auf ersten Depletionsexperimenten, Protein-Interaktions-Mapping und RNA-Spleißanalysen, ist unsere Hypothese dass ZNF827, ein Zink-Finger Protein das während der EMT hochreguliert wird, die Regulation von Transkription und RNA-Spleißen in EMT koordiniert. Die Zielgene von ZNF827 werden genomweit mittels ChIP-seq identifiziert, und der molekulare Wirkungsmechanismus des Proteins wird durch epigenetische Profilierung, Genexpression-und alternative Spleißanalysen, sowie durch iCLIP-Experimente aufgeklärt. Die funktionelle Validierung des ZNF827-Effekts auf Tumorwachstum und Metastase wird in einem Mausmodell der Tumorentstehung durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen zudem die Identifizierung von neuen prognostischen und therapeutischen Zielmolekülen ermöglichen.

Endokrines System

Dr. rer. nat. Ilaria Marinoni

Institute of Pathology
Universität Bern

3D Primär-Zellkultur von pankreatischen neuroendokrinen Tumoren als neues Modell zur personalisierten Therapie-Indikation

Aufgrund zweier Hauptgründe konnten bisher keine prädiktiven Marker für pankreatische neuroendokrine Tumoren (PanNET) entwickelt werden: Die Erkrankung ist mit einer Inzidenz von 0.3/100‘000 selten und es fehlen gute präklinische Modelle. Erste Vorarbeiten unserer Gruppe zeigen, dass eine 3D-Kultur von PanNET-Organoiden aus Primärzellkulturen ein neues präklinisches Modell für diese Erkrankung darstellen könnte. Wir werden die prädiktive Aussagekraft dieses präklinischen Modelles für das Ansprechen von PanNET auf bekannte und neue Therapien testen. Durch ein internationales Netzwerk über mehrere große schweizerische und europäische NET-Zentren können wir dem Problem der Seltenheit der Erkrankung begegnen. Das einmalige kollaborative Netzwerk werden wir auch nutzen, um die prädiktive Wertigkeit von anderen putativen prädiktiven Markern zu testen: sowohl auf Mutationsebene wie auch auf Ebene von immunhistochemischen phänotypischen Markern. Dieses Projekt wird es erlauben, prädiktive Marker (sowohl auf 3D-Kulturebene, wie auf klassischer Biomarker-Ebene) zu identifizieren, und einen wichtigen Schritt für eine personalisierte Therapie von PanNET-Patienten darstellen.

PD Dr. rer.nat. Natalia S. Pellegata

Institut für Diabetes und Krebs
Helmholtz Zentrum München

Die Rolle von Angiogenese-assoziierten Proteinen in Hypophysenadenomen

Gonadotrophe Hypophysenadenome (GPA) sind gewöhnlich hormoninaktiv, erhöhen aber auf Grund ihres Größenwachstums erheblich die Morbiditätsrate. Bei invasiv wachsenden GPA (~40%) ist eine komplette chirurgische Entfernung kaum möglich und es bilden sich oft Rezidive. Da GPA medikamentös nicht behandelbar sind, benötigt man neue Therapieoptionen. Bislang war es unklar, ob anti-angiogenetische Medikamente als Therapie geeignet sind, da die Rolle der Gefässneubildung in den GPA noch nicht geklärt wurde. MENX-Ratten entwickeln GPA, die die Eigenschaften der humanen Tumore widerspiegeln. Durch Transkriptomanalysen konnten wir diverse dysregulierte, Angiogenese-assoziierte Gene in Ratten GPA identifizieren. Diese Gene wurden bislang noch nicht in Hypophysenadenomen (PA) funktionell untersucht. In der ersten Phase des Projektes validierten wir die dysregulierten Gene ANGPT1, ANGPT2 und ANPTL2 in humanen PA und testeten einen anti-angiogenetischen Wirkstoff in unseren PA-Modellen in vitro und in vivo. Wir konnten einen auto- / parakrinen Signalweg in PA identifizieren (ANGPT/Tie2), welchen wir im folgenden Projekt studieren wollen. Es sollen weitere Wirkstoffe, die in diesen Signalweg eingreifen anhand unserer in vitro und in vivo PA-Modellen evaluiert werden. Die Aufklärung Angiogenese-assoziierter Signalwege in GPA‘s wird neue Einblicke in die Entstehung dieser Tumore liefern, welche für die Entwicklung neuer Therapien genutzt werden können.

Gastrointestinaltrakt, Mundhöhle + Speicheldrüsen

Prof. Dr. med. Alexander Arlt

Innere Medizin I
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Rolle von IER3 in der p53 abhängigen Karzinogenese und Metastasierung des Pankreaskarzinoms

Die Rolle des IER3 Gens in der Karzinogenese und für die Prognose des duktalen Pankreasadenokarzinom (PDAC) ist Gegenstand kontroverser Veröffentlichungen. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass die IER3 Funktion vom Tumorsuppressor p53 moduliert wird bzw. IER3 mit p53 anhängigen Prozesses interagiert. Mittels Array Analysen gelang es zu zeigen, dass der Verlust von IER3 die vermehrte Expression von Genen, die Metastasierung und Invasivität im KPC Modell vermitteln, hemmt. Diese Interferenz mit dem p53-Signalweg ist im p53 null KCPP-Mausmodell noch ausgeprägter, da hier eine pankreasspezifische Deletion von IER3 die durch Kras-Aktivierung und p53-Verlust bedingte Karzinogenese, komplett verhindert. Ziel dieses Antrags ist es daher, die molekularen Mechanismen/ Interaktion zwischen den IER3 und p53 Signalwegen zu entschlüsseln und vor allem auch die Auswirkungen der IER3 Expression auf Metastasierung und Invasion zu analysieren. Diese Abhängigkeit vom p53 Status könnte auch Ursache für die kontroversen Publikationen zur Funktion von IER3 im Tumoren und der Regulation des Zelltodes sein und ist daher fundamental für das Verständnis der IER3 Genfunktion.

Prof. Dr. rer. nat. Holger Bastians

Institut für Molekulare Onkologie, Sektion für Zelluläre Onkologie
Georg-August-Universität Göttingen

TP53/TP73 -Defizienz als Schalter für eine Chromosomale Instabilität und Tumorzell-Invasivität beim kolorektalen Karzinom

Metastasierende kolorektale Karzinomzellen (CRC) sind durch eine Chromosomale Instabilität (CIN) sowie durch erhöhte Tumorzell-Migration und -Invasion gekennzeichnet. Jüngste Arbeiten unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass CIN durch eine abnormale Mikrotubuli-Dynamik bedingt ist. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass ein Verlust der Tumorsuppressoren p53 und p73 zu einer abnormalen Mikrotubuli-Dynamik führt und so zur Induktion von CIN beitragen kann. Interessanterweise führt ein p53/p73-Verlust dabei ebenfalls zu einer erhöhten Zell-Migration und -Invasion als Grundlage der Metastasierung. In dem hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir die Frage adressieren, ob CIN per se oder eine abnormale Mikrotubuli-Dynamik in Antwort auf einen p53/p73-Verlust den Metastasierungsprozess in vitro und in vivo bestimmt. Damit soll die Grundlage geschaffen werden, einen p53/p73 Verlust beim CRC als Marker für die Metastasierung zu etablieren und festzustellen, inwieweit eine Unterdrückung von CIN oder eine Hemmung der Mikrotubuli-Dynamik als therapeutisches Ziel zur Unterdrückung der Tumorzell-Invasion und Metastasierung dienen kann.

Prof. Dr. rer. nat. Anna Dubrovska

OncoRay - National Center for Radiation Research in Oncology
Technische Universität Dresden

Charakterisierung und Validierung des Stammzell-Transkriptionsfaktors Oct4 und Oct4-abhängiger Gensignaturen als potentielle Strahlenresistenz-Biomarker in Kopf-Hals-Tumoren

Patienten mit einem lokal fortgeschrittenen Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom (HNSCC) besitzen mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von 50% eine schlechte Prognose. Bei der Behandlung spielt die Strahlentherapie in Kombination mit einer Chemotherapie neben der operativen Entfernung eine entscheidende Rolle. Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen weisen darauf hin, dass aus Tumorstammzellen (TSZ) bestehende Subpopulationen ein erneutes Tumorwachstum auslösen können, falls diese während der Therapie nicht vollständig eliminiert wurden. Die Evaluation von TSZ-spezifischen Biomarkern in Tumorbiopsien hat das Potential, das Ansprechen von Krebspatienten auf eine bestimmte Therapie vorherzusagen. Der Transkriptionsfaktor Oct4, der in embryonalen Stammzellen für die Selbsterneuerung und Pluripotenz verantwortlich ist, wurde bereits als ein potentieller TSZ-Biomarker beschrieben. In HNSCC-Patienten korreliert eine erhöhte Oct4-Expression mit einer erhöhten Radiochemotherapie-Resistenz. Das Ziel dieser Arbeit ist die Identifizierung der Oct4-abhängigen molekularen Mechanismen für Strahlenresistenz in TSZs, die therapeutisch zur Strahlensensitivierung von HNSCC angezielt werden können.

Dr. rer. nat. Frank Edlich

Institut für Biochemie und Molekularbiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Selektive Applikation von Bax-Fusionsproteinen zur Apoptose-Initiation in gastrointestinalen Tumorzellen

Klassische Chemotherapeutika inhibieren Zellproliferation und initiieren mitochondriale Apoptose durch die Bcl-2-Proteine Bax und Bak. Einerseits ist die Therapie zytotoxisch für viele Körperzellen, andererseits überleben Tumorzellen mit geringer ApoptosePrädisposition. Zielgerichtete Therapieansätze nutzen Oberflächenrezeptoren zur Inhibierung spezifischer Signalwege, Immunaktivierung und Apoptoseinduktion. Auch für diese Therapiestrategien kann eine primäre Resistenz der Tumorzellen vorliegen oder im Verlauf der Behandlung einer Anpassung der Tumoren erfolgen. Wir konnten Bax-Varianten erzeugen, die in Abwesenheit apoptotischer Stimuli an den Mitochondrien akkumulieren und Signalweg-unabhängig den geregelten Zellsuizid initiieren. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer zytotoxischen Therapiestrategie basierend auf toxischen BaxFusionsproteinen in Leberkrebszellen mit dosisabhängiger Induktion mitochondrialer Apoptose. Diese Strategie umgeht unterschiedliche Prädispositionen und Adaptionen der Tumorzellen durch regulationsunabhängige Bax-Aktivität. Perspektivisch soll eine hochwirksame und personalisierbare Tumortherapie-Strategie etabliert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Martin Eilers

Comprehensive Cancer Center Mainfranken
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Metabolische Abhängigkeiten MYC-getriebener Tumorzellen als therapeutische Zielstrukturen

Die deregulierte Expression von MYC Proteinen trägt kausal zu der Entstehung eines Großteils humaner Tumore und man erwartet, dass die Hemmung der MYC Funktion einen signifikanten therapeutischen Nutzen haben wird. Da die direkte Hemmung von MYC schwierig ist, zielen aktuelle Strategien darauf ab, die Expression und Stabilität von MYC Proteinen zu hemmen oder MYC-getriebene Änderungen in der Physiologie, der Erkennung durch das Immunsystem und dem Metabolismus anzugreifen. Ein paradigmatisches Beispiel ist der Einsatz von Glutaminase-Inhibitoren, der darauf basiert, dass die deregulierte Expression von MYC das Überleben von Tumorzellen von der Zufuhr von Glutamin abhängig macht. Wir haben einen Kontrollmechanismus identifiziert, der die Translation von MYC als Antwort auf den Entzug von Glutamin hemmt und der übersehen wurde, da fast keines der MYC Transgene den 3´-UTR der MYC mRNA enthält, der diese Kontrolle vermittelt. Dieser Mechanismus verhindert Transkriptions-induzierten DNA Schaden bei zu niedrigen Nukleotidspiegeln. Wir möchten die Hypothese prüfen, dass die Hemmung metabolischer Feedbackkontrollen es erlaubt, die pro-apoptotische Funktion für eine Therapie MYCgetriebener Tumoren zu nutzen.

Dr. med. vet. Henry Fechner

Institut für Biotechnologie, Angewandte Biochemie
Technische Universität Berlin

Erhöhung der Sicherheit onkolytischer Coxsackie B3 Viren (CVB3) für die Therapie kolorektaler Karzinome durch microRNA-abhängige Regulation der Virusreplikation

Darmkrebs gehört zu den häufigsten Krebserkrankungen und besitzt im fortgeschrittenen Stadium eine ausgesprochene schlechte Prognose. Coxsackievirus B3 (CVB3) wurde vor kurzem als neues onkolytisches Virus zur Behandlung von Lungenkarzinomen beschrieben, wobei allerdings Nebenwirkungen beobachtet wurden. Wir konnten in Vorarbeiten zeigen, dass verschiedene CVB3-Varianten kolorektale Tumorzellen in vitro und kolorektale Tumoren in vivo effizient zerstören können. Eine CVB3-Variante, PD, erwies sich dabei als überaus sicher. Tiere, die mit PD behandelt wurden, zeigten als einzige keine Infektion normaler Körperorgane. Allerdings können in seltenen Fällen Spontanmutanten von PD in vivo entstehen, die zu einer systemischen Infektion führen. Um dies zu verhindern, sollen klonale, microRNA-regulierte PD entwickelt werden, deren Replikation durch gewebespezifisch exprimierte microRNAs selektiv in normalen Körperorganen inhibiert wird. Die Funktionalität der Viren wird in vitro in kolorektalen Tumorzellen und in Zellen mit entsprechender microRNA-Expression analysiert. Anschließend soll die onkolytische Wirksamkeit und Sicherheit der Viren in vivo in einem kolorektalen Tumor-Xenogaft und einem syngenen Tumormodell getestet werden. Wir erwarten, dass der Therapie kolorektaler Karzinome durch microRNA-regulierte CVB3 PD deutlich gesteigert werden kann.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Heiko Hermeking

Experimentelle und Molekulare Pathologie
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Parakrine Regulation der Progression des Kolorektalkarzinoms durch p53

Die epithelial-mesenchymale Transition (EMT) trägt entscheidend zur Metastasierung bei, indem sie Invasivität, Migration und Chemoresistenz von Tumorzellen vermittelt. Wir konnten zeigen, dass konditioniertes Medium (KM) von mesenchymalen Kolorektalkarzinom (KRK) Zell-Linien in epithelialen KRK Zell-Linien EMT induziert. Zudem konnte eine Aktivierung des p53 Tumorsuppressors in den KM-produzierenden Zellen EMT in den Empfängerzellen verhindern. Hier soll der Mechanismus durch den p53 die parakrine Induktion von EMT unterdrückt aufgeklärt werden. Mit Hilfe eines Zytokin-Arrays sollen p53-regulierte, sekretierte Faktoren (PRSF) identifiziert werden. Nach Validierung und funktioneller Untersuchung, soll untersucht werden, wie PRSF durch p53 direkt herauf oder indirekt herab reguliert werden. Die Rolle von durch p53 reprimierten PRSFs für die Metastasierung soll in KRK-Xenograft-Mausmodellen untersucht werden. Zudem ist geplant, die Expression der PRSFs in primären KRKs mehrerer Patientenkohorten und mögliche Assoziationen mit klinisch-pathologischen Parametern zu bestimmen. PRSFs können in Zukunft als therapeutische Interventionspunkte und/oder als prognostische Marker beim KRK dienen.

Prof. Dr. med. David Horst

Institut für Pathologie, Rudolf-Virchow-Haus
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Differentielle Expression des Therapieziels GPA33 beim Dickdarmkrebs

Fortgeschrittener Darmkrebs kann chemotherapeutisch behandelt werden, ist hierdurch in der Regel jedoch nicht heilbar. Vielversprechende neue Therapieansätze versuchen ganz gezielt Tumorzellen beim Darmkrebs zu eliminieren. Als mögliches Therapieziel wurde hierbei GPA33 ausgemacht, da dieses Protein nahezu ausschließlich in Darmkrebszellen gebildet wird. Allerdings zeigen zielgerichtete Therapien gegen GPA33 bislang nur eine relativ geringe Wirkung. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass GPA33 nicht von allen Tumorzellen beim Darmkrebs gebildet wird und dass speziell Tumorzellen mit hoher WNT-Aktivität und Verlust von epithelialen Eigenschaften GPA33 negativ sind, was dieses Therapieversagen erklären könnte. In diesem Projekt möchten wir daher GPA33 beim Darmkrebs genau untersuchen und die Eigenschaften von GPA33 negativen und positiven Tumorzellen charakterisieren. Wir möchten dann herausfinden, ob GPA33 durch eine Veränderung der WNT-Aktivität oder der epithelialen Eigenschaften in den Tumorzellen beeinflussbar ist, was unsere Vorarbeiten vermuten lassen. In präklinischen Modellen möchten wir schließlich eine verbesserte zielgerichtete Therapie gegen GPA33 entwickeln.

Prof. Dr. med. Ulrich Keller

Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
Technische Universität München (TUM)

Synthetische Letalität – Ein Konzept zur Therapie eines aggressiven Pankreaskarzinom Subtyps

Das Pankreaskarzinom bleibt bei steigender Inzidenz und seit Jahren gleichbleibend schlechter Prognose ein klinisch relevantes Problem. Zielgerichtete Therapien sind nicht etabliert und konservative Chemotherapien bei Ansprechraten von maximal 30% unzufriedenstellend. Unsere Daten weisen darauf hin, dass ein spezieller Subtyp (Squamös/Quasi-mesenchymal) mit einer Hyperaktivierung des MYC Netzwerks und der schlechtesten Prognose aller Pankreaskarzinome, durch spezifische therapeutische Vulnerabilitäten gekennzeichnet ist. Wir wollen diese synthetische Letalität ausnutzen, um eine Subgruppen-spezifische Therapie zu entwickeln. Unsere Vorarbeiten ergeben Hinweise, dass Pankreaskarzinome mit hyperaktivem MYC von gesteigerter SUMOylierung abhängig sind. Wir wollen daher untersuchen, ob SUMO Inhibitoren, die aktuell für den klinischen Einsatz entwickelt werden, eine relevante Option für Pankreaskarzinome mit dem Hochrisiko Phänotyp MYChigh/SUMOhigh darstellen. Wir wollen die Wirkweise von SUMO Inhibitoren molekular untersuchen und SUMO Inhibition als Monotherapie oder in Kombinationstherapien entwickeln. Mittelfristiges Ziel ist die Translation unserer Ergebnisse in eine klinische Studie.

Dr. med. dent. Christian Knipfer

Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Universität Hamburg

Entwicklung einer nicht-invasiven, optischen Biopsie zur Früherkennung von Karzinomen der Mundhöhle mittels Raman-Spektroskopie

Die Früherkennung von Karzinomen der Mundhöhle ist eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Tumortherapie und entscheidend für die Lebensqualität und das Überleben betroffener Patienten. Ziel des Projektes ist es, ein optisches, berührungsloses Diagnosesystem für die nicht-invasive Biopsie des oralen Plattenepithelkarzinomes und dessen Vorläuferläsionen zu entwickeln. Dadurch kann im klinischen Alltag zusätzlich zu der rein visuellen Inspektion eine objektive, apparative Grundlage für die Frühidentifikation von Tumoren der Mundhöhle auf Basis optischer Biomarker der malignen Zelltransformation etabliert werden. Die bisher bestehende Lücke zwischen der subjektiven Beurteilung durch den Arzt und der chirurgischen Probengewinnung mit dem Goldstandard der histo-pathologischen Gewebeaufarbeitung kann so geschlossen und eine mögliche Latenz in Diagnosestellung und Therapieeinleitung verkürzt werden. Die translationale Anwendung der Methodik der Raman-Spektroskopie im klinischen Bereich wird es ermöglichen, anhand eines molekularen „optischen Fingerabdruckes“ die pathologische Gewebeveränderung und ihre Ausmaße präzise und objektiv zu identifizieren.

Prof. Dr. med. Dieter Saur

Abt. für Translationale Tumorforschung, Partnerstandort München
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)

Synthetische Letalität zur Verbesserung der Therapie des Pankreaskarzinoms

Das duktale Pankreaskarzinom (PDAC) ist eine äußerst aggressive Erkrankung mit infauster Prognose. Onkogene KRAS Mutationen kommen in >90% aller Tumore vor, sind derzeit therapeutisch aber nicht adressierbar. Daher haben wir KRAS abhängige Effektorsignalwege analysiert und konnten zeigen, dass die Inaktivierung von Pdk1 die Proliferation von PDACs effektiv blockiert. Ziel ist es nun diesen zytostatischen Effekt in einen zytotoxischen zu konvertieren, um die therapeutische Effizienz einer Pdk1 Blockade zu erhöhen. Hierzu werden wir die Pdk1 Inaktivierung mit „standard of care“ Therapeutika und neuen molekularen Therapien kombinieren, und das Konzept der synthetischen Letalität nutzen. Wir werden eine etablierte drug-screening Plattform (80 Therapeutika) einsetzen, um synergistische Inhibitoren zu identifizieren. Darüber hinaus werden wir einen genetischen shRNA und CRISPR/Cas9 screen durchführen, um synthetisch letale Gene zu entdecken. Letale Medikamentenkombinationen werden anschließend im humanisierten System validiert. Hierdurch werden wir neue, schnell in die Klinik translatierbare PDAC Therapien entwickeln und die therapeutische Effizienz bestehender Therapien verbessern.

Genitaltrakt, weiblich

Prof. Dr. med. Magnus Knebel Doeberitz, von

Abteilung Angewandte Tumorbiologie
Universität Heidelberg und Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Charakterisierung HPV-assoziierter intraepithelialer Neoplasien für eine Immunbiomarker-basierte topische Imiquimod-Therapie

Der Erfolg immuntherapeutischer Ansätze hängt von der individuellen immunologischen Zusammensetzung des einzelnen Patienten ab, die durch Biomarker auf histologischer Ebene erfasst werden muss. Diese Immunkontextur spielt auch in HPV-assoziierten anogenitalen Neoplasien eine Rolle. Imiquimod (IMQ) ist ein vielversprechendes topisches Therapeutikum für alternative nichtoperative Behandlungsansätze, dessen Erfolg aber von der immunologischen Prädisposition der Patienten abzuhängen scheint. Basierend auf einer IMQ-behandelten Studienkohorte entwickeln wir eine neuartige, objektive Biomarker-Analysestrategie mittels maschineller Lernverfahren und Erstellung von quantitativen, multi-dimensionalen Immunzell-Profilen um Patienten zu identifizieren, die aufgrund ihrer Immunkontextur auf die Therapie ansprechen. So erzeugen wir eine neuartige Datenbank zu HPV-assoziierten Neoplasien, die alle Patienten- und Bild-Daten aus der Kohorte auf Gewebeebene erfasst. Dadurch sollen Unterschiede in der Immunkontextur von regredierenden/persistierenden im Gegensatz zu progredierenden Läsionen aufgedeckt und Kandidaten für Immun-Biomarker definiert werden, die eine mögliche klinische Antwort auf IMQ vorhersagbar machen.

Prof. Dr. rer. nat. Leticia Oliveira-Ferrer

Klinik und Poliklinik für Gynäkologie
Universität Hamburg

Angiogenese-Profil des Ovarialkarzinoms: Bedeutung für das Therapieansprechen

Das Ovarialkarzinom (OvCa) zeichnet sich durch hohe Mortalität aus, und neue Therapiestrategien, v. a. für platinresistente (PR) Tumoren, sind dringend erforderlich. Wir konnten zwei Angiogenese-assoziierte Faktoren identifizieren, PDGFRβ und VEGFR2, die eine signifikante Überexpression in PR-Tumoren zeigten. Dies spricht für eine ausgeprägte Angiogenese in diesen Tumoren, die damit von einer anti-angiogenen Therapie profitieren könnten. Seit 2011 ist der Angiogenesehemmer Bevacizumab in der Primärtherapie des fortgeschrittenen OvCa zugelassen, bisher konnte aber kein prädiktiver Marker für das Ansprechen auf diese VEGF-gerichtete Therapie etabliert werden. Ziel dieser Studie ist die Identifizierung einer prädiktiven Angiogenese-Signatur bei OvCa, welche einen frühen Hinweis auf Platinresistenz und/oder Bevacizumab-Ansprechen geben könnte. Unser Kollektiv umfasst Material für die RNA-Seq (n=150) und IHC-Validierung (n=300) von Patientinnen, die mit Carboplatin-Paclitaxel+/-Bevacizumab behandelt wurden. Die Ergebnisse der Studie sollen die Grundlage für eine individualisierte Behandlung des OvCa legen und im nächsten Schritt im großen Kollektiv der AGO-Ovar11-Studie validiert werden.

Haut + malignes Melanom

Prof. Dr. med. Jens Malte Baron

Klinik für Dermatologie und Allergologie
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Dichotome Rolle von MIF-Zytokinen als Tumorpromotor und -suppressor in der Pathogenese chemisch- und UV-induzierter Plattenepithelkarzinome

Im Gegensatz zur beschriebenen Funktion des Zytokins MIF als Tumorpromotor in der UV-induzierten Entstehung von Plattenepithelkarzinomen, zeigten eigene Vorarbeiten, dass MIF beim chemisch-induzierten kutanen Plattenepithelkarzinom auch als Tumorsuppressor agieren kann. Deshalb möchten wir die Bedeutung von MIF und seines erst kürzlich beschriebenen Strukturhomologs D-DT als Mediatoren der Entwicklung des kutanen Plattenepithelkarzinoms abhängig vom auslösenden Karzinogen auch im Hinblick auf zukünftige Therapieoptionen aufklären. Hierzu soll der Einfluss von UV- und chemisch-induzierter Karzinogenese auf die Entwicklung von Hauttumoren in konventionellen Mif-/ und D-dt-Knockout sowie in Doppel-Knockout Mäusen in vivo untersucht werden. Um die dichotome Rolle von MIF und D-DT in der Pathogenese des kutanen Plattenepithelkarzinoms abhängig vom auslösenden Karzinogen genauer verstehen zu können, soll die Rolle von MIF und D-DT als chemotaktischer Faktor und ihre CD74-Rezeptor-vermittelten exokrinen und/oder intrakrinen Effekte auf Keratinozyten anhand von bereits etablierten humanen und murinen 3D-Vollhautmodellen charakterisiert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Peter-Michael Kloetzel

Institut für Biochemie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Importance of endoplasmic aminopeptidase(s) ERAP1 (and ERAP2) in the shaping of human melanoma epitopes (2)

Adoptive T cell therapy (ATT) represents an innovative option of treating cancer once classical therapeutic approaches have failed. One essential prerequisite for successful ATT is the generation of high-affinity peptide ligands, which are presented to T cells by major histocompatibility complex class I molecules (MHC-I) on the cell surface. This has involved previous action of different proteolytic enzymes. At first, the proteasome system generates peptide ligands as precursor molecules exhibiting an N-terminal extension but the correct C-terminal anchor residue for MHC-I binding. In order to increase the affinity and the amounts of antigenic peptides available for T cell recognition on the cell surface, these precursor peptides undergo optimization by endoplasmic reticulum (ER)-resident aminopeptidases (ERAPs) through N-terminal trimming. Hence, ERAPs play a decisive role for efficient anti-tumour T cell responses. The project described herein focuses on the importance of this final proteolytic step for T cell mediated rejection of human melanoma.

Prof. Dr. rer. nat. Björn Wängler

Molekulare Bildgebung und Radiochemie, Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin, Medizinische Fakultät Mannheim
Universität Heidelberg

Entwicklung eines 18F-SiFA-markierten heterobivalenten MC1R- und αvβ3-Integrinaffinen peptidischen Liganden zur frühzeitigen, sensitiven und hochspezifischen Detektion des malignen Melanoms mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

Die sensitive, frühe und korrekte Diagnostik des malignen Melanoms erweist sich häufig als schwierig. Selbst die spezifische PET stößt hierbei (bei Verwendung des konventionell verwendeten Radioliganden 18F-FDG) an ihre Grenzen. Ziel des Projektes ist es daher, einen neuen Radioliganden zu entwickeln, der nicht aufgrund einer hohen Proliferation oder Tumoraggressivität (und damit erst in späteren Tumorstadien) im entarteten Gewebe anreichert, sondern eine frühzeitige, sehr sensitive und spezifische Darstellung des Melanoms erlaubt. Dies soll dadurch erreicht werden, dass der neu zu entwickelnde Radioligand nicht nur an einen, sondern mehrere, auf Melanomen überexprimierten Rezeptoren (MC1R und αvβ3 Integrin) spezifisch binden kann, was eine höchst-sensitive Darstellung des Tumors und damit Diagnose der Erkrankung erlaubt. Der Radioligand soll mit dem Positronen-Emitter 18F und mittels der 18F-SiFA-Methodik radiomarkiert werden, da dieses Nuklid eine sehr gute Auflösung der PET-Bilder ermöglicht und somit die Visualisierung auch kleiner Läsionen erlaubt. Weiterhin werden mittels dieses Ansatzes eine effiziente Radiosynthese und eine schnelle potentielle klinische Translation der Anwendung des Radioliganden ermöglicht.

Immunsystem + Hämatopoese

Prof. Dr. med. Florian Bassermann

III. Medizinische Klinik (Hämatologie/Onkologie)
Technische Universität München (TUM)

Die Rolle der E3-Ubiquitin-Ligase SCFFbxo3 in der Entstehung und Therapie des Multiplen Myeloms (2)

Das Multiple Myelom (MM) ist der zweithäufigste maligne hämatologische Tumor in Europa, der durch ein hohes Maß an genomischer Instabilität charakterisiert ist. Klinisch ist die Erkrankung durch hohe Ansprechraten auf proteasomale Inhibition charakterisiert, was die Präsenz aberranter Signalwege des Ubiquitin-Proteasom-Systems nahelegt. Deren Identitäten sind bisher größtenteils unbekannt. In der vorigen Antragsperiode haben wir die Ubiquitin-Ligase FBXO3 untersucht. Dabei konnten wir eine Rolle für FBXO3 in der zellulären DNA-Schaden Antwort sowie eine Überexpression von FBXO3 im MM zeigen. Mit den eingesetzten Affinitäts-basierten Screening-Methoden gelang es jedoch nicht, die relevanten Substrate von FBXO3 zu identifizieren. In diesem Fortsetzungsantrag soll nun mittels nicht-Affinitäts-basierten Proteom-weiten Screening-Ansätzen die Substratidentifizierung verfolgt und die Rolle von FBXO3 in der DNA Schaden Antwort aufgearbeitet werden. In einem translationalen Ansatz sollen die mechanistischen Erkenntnisse in MM-Zellkulturmodellen und primären Patientenproben validiert und FBXO3 und seine Substrate als potentielle neue Zielstrukturen und Biomarker charakterisiert werden.

Prof. Dr. rer. nat. Ulf Dittmer

Institut für Virologie
Universität Duisburg-Essen (UDE)

Die Bedeutung von zytotoxischen CD4+ T-Zellen für die Immunkontrolle von onkogenen Viren und der Entstehung von Virus-induziertem Krebs (2)

Zytotoxische CD4+ T-Zellen haben eine wichtige Funktion in der Immunantwort gegen Krebs. Diese Zellen kommen auch bei Virusinfektionen vor, aber ihre Aufgabe in der Immunität gegen Tumor-induzierende Viren war weitgehend ungeklärt. Im Model der Friend Retrovirus Infektion der Maus konnten wir zeigen, dass zytotoxische CD4+ T-Zellen bei chronischen Infektionen mit onkogenen Viren eine wichtige Rolle bei der Viruskontrolle spielen. Allerdings sind sie nicht vollständig aktiviert und können nur über den Fas-FasL Weg infizierte Zellen abtöten. Der agonistische Antikörper gegen CD137 kann in diesen Zellen auch den exozytose Weg induzieren und damit ihre Zytotoxidität verstärken. Sogar regulatorische T-Zellen können durch die Antikörperbehandlung in zytotoxische T-Zellen mit anti-Tumor Aktivität differenziert werden. Diese Behandlung soll jetzt benutzt werden, um die CD4 Zell Zytotoxidität in chronisch infizierten Mäusen zu verstärken und so eine Tumorenstehung zu verhindern. Als weitere Therapieoption wird die Blockade des Zytokins TGF-ß untersucht werden. Studien zur Induktion von zytotoxischen Gedächtnis-CD4 Zellen vervollständigen die Arbeiten. Die Studien sollen grundlegende Erkenntnisse zur Tumortherapie im Kontext von chronischen Infektionen liefern und neue Therapieoptionen aufzeigen.

Prof. Dr. med. Hermann Einsele

Med. Klinik und Poliklinik II
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Risikoadaptierte Stratifizierung und interdisziplinäre Behandlung des Multiplen Myeloms (2)

Seit Beginn der ersten Förderperiode 09/2013 wurde die Wilhelm Sander-Therapieeinheit räumlich und personell aufgebaut. Der Schwerpunkt war die Einrichtung interdisziplinärer Sprechstunden unter Beteiligung mehrerer Kliniken und die gezielte Sammlung von Biomaterialien betroffener Patienten in Kooperation mit Universitätsinstituten. Der Einschluss von Probanden in interventionelle und nichtinterventionelle Studienprotokolle konnte nachhaltig gestärkt werden. Bislang wurden 22 Publikationen aus Projekten der Sander-Therapieeinheit veröffentlicht; der Schwerpunkt lag auf Sequenzierungsanalysen von Tumor-DNA und ihrer prognostischen Bedeutung sowie auf dem Gebiet der molekularen Bildgebung. Diese Arbeitsgruppe hat einige stark beachtete Arbeiten zum differentiellen Einsatz verschiedener PET-Tracer und zur theranostischen Anwendung/Translation publiziert. Ferner wurde eine Datenbank eingerichtet, die die Integration molekularer Charakteristika erlaubt. Der Arbeitsplan für die beantragte Verlängerungsperiode sieht unter anderem deren weiteren Ausbau vor, eine Vergrößerung der Zahl an DNA-Proben von Hochrisikopatienten und die Initiierung besonders innovativer Studien zur Immuntherapie.

Dr. rer. nat. Aurélie Ernst

Abteilung Molekulare Genetik
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Chromothripsis in Krebs – Kontext, Mechanismen und Modelle (2)

Neue Studien zeigten Krebszellen auf, die Chromosome mit Hunderten von geclusterten genomischen Veränderungen aufweisen, welche vermutlich durch ein einziges katastrophales Ereignis entstehen 1. Chromothripsis, diese neue Form der Genominstabilität, die in mehreren Krebserkrankungen identifiziert wurde, ist mit einer schlechten Prognose assoziiert 2. Ziele dieses Projekts sind i) zu definieren, in welchem Kontext Chromothripsis auftritt, ii) die Mechanismen dieses Prozesses zu verstehen und iii) in vitro Assays zu entwickeln. Normale und Tumorzellen von Patienten mit DNA Reparaturdefekten werden mittels Genomweitsequenzierung analysiert werden, um Chromothripsis zu detektieren. Auf der mechanistischen Ebene soll die Rolle von Mikrokernen als mögliche Ursache für den lokalisierten DNA Schaden untersucht werden. Geclusterte DNA Doppelstrangbrüche sollen mittels Bestrahlung induziert werden, um ein Modellsystem zu etablieren.

Dr. rer. nat. Stefanie Göllner

Klinik für Innere Medizin IV
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Die Bedeutung von Leupaxin für die Therapieresistenz und als therapeutisches Ziel bei der Akuten Myeloischen Leukämie

Bei der Akuten Myeloischen Leukämie (AML) sind Rezidive sehr häufig. Die Mechanismen, die Therapieresistenz bedingen, sind jedoch nur teilweise bekannt. In Vorarbeiten haben wir entdeckt, dass die proteasomale Degradation der Histon-Methyltransferase EZH2 ein wichtiger Resistenzfaktor bei der AML ist. Leupaxin (LPXN), ein Adapterprotein, wird in resistenten AML-Zellen hoch exprimiert und bindet spezifisch an EZH2. Ziel unseres Forschungsprojektes ist es, die Bedeutung von LPXN bei der Therapieresistenz der AML zu charakterisieren. Hierzu werden wir die Expression von LPXN in AML-Patientenproben analysieren, untersuchen, inwieweit eine Modifikation der LPXN-Expression Auswirkungen auf die Therapieresistenz hat sowie LPXN-Interaktionspartner in sensitiven und resistenten Zellen analysieren. Mittels sgRNA-Bibliotheken werden wir therapeutische Ziele identifizieren, von denen die LPXN-vermittelte Therapieresistenz abhängt. Diese identifizierten Gene sowie LPXN-Interaktionspartner sollen anschließend funktionell analysiert werden. Zusammengefasst wird dieses Projekt einen neuen Resistenzmechanismus bei der AML charakterisieren und mögliche therapeutische Ansatzpunkte aufzeigen.

Dr. med. Philipp Greif

Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)

Die Rolle von ZBTB7A Alterationen im Tumor-Metabolismus der Akuten Myeloischen Leukämie (AML) (2)

Akute myeloische Leukämie (AML) ist eine genetisch heterogene Erkrankung. Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurde bei AML Patienten eine wachsende Anzahl von wiederholt auftretenden somatischen Mutationen identifiziert. Mittels Exom-Sequenzierung fanden wir vor kurzem neuartige Mutationen des Transkriptionsfaktors ZBTB7A bei AML Patienten mit t(8;21) Translokation. Der Transkriptionsfaktor ZBTB7A ist ein wichtiger Regulator der Glykolyse. Darüber hinaus ist ZBTB7A auch an der Differenzierung von Blutzellen beteiligt. Die Stabilität der ZBTB7A Mutationen im Krankheitsverlauf wird anhand von Patientenproben beurteilt. Wir untersuchen die funktionellen Konsequenzen der ZBTB7A Mutationen für den Tumorstoffwechsel durch Expression und Knockdown/out in AML-Zelllinien sowie in primären humanen und murinen hämatopoetischen Stammzellen. Insbesondere wird der Einfluss auf ZBTB7A-Zielgene mittels ChIP-Seq in Kombination mit RNA-Seq untersucht. Mit einem bereits verfügbaren Hemmstoff der Glykolyse werden wir dem Effekt von ZBTB7A-Mutationen und somit dem unkontrollierten Wachstum der Krebszellen entgegenwirken.

Dr. med. Tobias Herold

Medizinische Klinik III (Hämatologie/Onkologie) Klinikum Großhadern
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Molekulare und funktionelle Charakterisierung der Akuten Myeloischen Leukämie mittels RNA Sequenzierung (2)

Primäre Resistenz gegen die Induktionstherapie ist eines der ungelösten Probleme der AML-Behandlung. Diese Patienten haben eine extrem schlechte Prognose und waren bisher vor Behandlungsbeginn nicht zu identifizieren. Durch das geförderte Projekt Nr. 2013.086.1 konnte gezeigt werden, dass eine sichere Prädiktion bereits vor Behandlungsbeginn möglich ist. Ein Algorithmus bestehend aus zytogenetischen Daten und 29 Genexpressionsmarkern ermöglichte eine bisher nicht erreichte Genauigkeit in der Vorhersage von refraktären Verläufen. Durch das Projekt entstanden zwei Kohorten aus je 488 und 258 AML-Studienpatienten, die durch DNA-Sequenzierung und Microarray bzw. RNA Sequenzierung detailliert molekular charakterisiert sind. Diese weltweit aktuell einmaligen Datensätze ermöglichen weiterführende Analysen hinsichtlich differentieller Genexpression, des Vorliegens von Fusionsgenen, Splicing, weiteren RNA-Spezies und Mutationen. Ein besonderer Schwerpunkt des Folgeprojekts soll in der funktionellen Charakterisierung von Mutationen des Spliceosoms liegen, deren Auswirkungen anhand des vorhandenen Kollektives betrachtet und weiterführend molekular charakterisiert werden sollen.

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Herrmann

Institut für Virologie und Immunbiologie
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Mechanistische Grundlagen für neue Strategien γδ T Zellvermittelter Immuntherapien gegen das Multiple Myelom (2)

Vγ9Vδ2 T Zellen besitzen ein in präklinischen und klinischen Studien demonstriertes anti-Tumorpotential. Ihre T Zellantigenrezeptoren (Vγ9Vδ2 TCR) erkennen Phosphoantigene, die von Tumorzellen spontan oder nach Behandlung mit Aminobisphosphonaten produziert werden. Die Erkennung der Phosphoantigene durch die Vγ9Vδ2 TCR ist bisher kaum verstanden. Hierbei spielt das Zelloberflächenmolekül BTN3A1 eine Schlüsselrolle. Um dessen Funktion besser zu verstehen, sollen in der neuen Förderperiode gene knockout und Mutagenesestudien fortgeführt werden. Ein wichtiges Problem bei Vγ9Vδ9 T Zellbasierten Therapieansätzen ist die insbesondere bei Patienten mit Multiplem Myelom häufig reduzierte Vγ9Vδ2 T Zellantwort. Um diesen Defekt zu korrigieren, wollen wir neue Stimulationsprotokolle entwickeln, wobei zellfreie Stimulationssysteme und Agentien gegen Immuncheckpointinhibitoren (Antikörper, CRISPR/Cas9 knock out der Vγ9Vδ2 T Zellen) zum Einsatz kommen werden. Die effiziente in vitro Expansion der Vγ9Vδ2 T Zellen würde es dann erlauben, diese präklinisch zu testen und schließlich im adoptiven Transfer bei Tumorpatienten therapeutisch zu nutzen.

Prof. Dr. med. Ernst Holler

Hämatologie/Internistische Onkologie
Universität Regensburg

Dysbiose und intestinale Immunregulation bei GvHD nach allogener Stammzelltransplantation

Bei der allogenen SZT stellt die intestinale GvHD die schwerwiegendste Komplikation dar. Neuere Untersuchungen zeigen, dass Verschiebungen der intestinalen Microbiota im Sinne einer Dysbiose in den ersten Wochen nach SZT eine hohe prognostische Bedeutung für die GvHD haben. Dieser langanhaltende Einfluss kann nur erklärt werden, wenn das intestinale Mikrobiom die intestinale Immunrekonstitution nachhaltig beeinflusst. In einem translationalen Projekt soll deshalb geklärt werden, 1) ob frühe Mikrobiomveränderungen mit der Infiltration regulatorischer Zellpopulationen im Darm (FoxP3- und IDO- positiver Zellen) sowie der Erholung IgA-Bildung, korrelieren, 2) welche Rezeptoren bakterieller Metaboliten an dieser Regulation beteiligt sind und ob 3) deshalb Metaboliten zur Epithelmodulation eingesetzt werden können. Diese Ziele sollen mit seriellen Mikrobiomuntersuchungen an Stuhlproben, Analysen an intestinalen Biopsien sowie an in vitro-Modellen an polarisierten Caco2 Zellinien erreicht werden. Mittelfristig sollen diese Untersuchungen helfen, neue Ansätze zu Prophylaxe und Therapie der GvHD über eine Mikrobiommodulation zu entwickeln.

Dr. med. Elmar Jaeckel

Abt. Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Untersuchung der Wirkungsmechanismen von Checkpoint-Inhibitoren auf polyklonale- und Tumor-spezifische T-Zellen im Mausmodel des Hepatozellulären Karzinoms

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist ein hochmaligner Tumor mit limitierten therapeutischen Möglichkeiten. Infolgedessen ist HCC weltweit die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache. Immuntherapie mit Checkpoint-Inhibitoren stellt eine neue und vielversprechende Behandlungsoption für Patienten mit HCC dar. Dennoch spricht nicht jeder Patient auf die Therapie an. Warum und welche Patienten auf die Therapie ansprechen, ist nicht aufgeklärt. Deswegen ist es dringend notwendig, die Wirkungsmechanismen von Checkpoint-Inhibitoren zu erforschen und zu verstehen. Checkpoint-Inhibitoren verstärken die Immunantwort gegen Tumoren über Ihre Wirkung auf Effektor- und regulatorische T-Zellen. Zu ihrer Wirkung auf diese Zellpopulationen im tolerogenen Milieu der Leber fehlen jedoch sämtliche Daten. Im vorliegenden Projekt soll die Wirkung der Checkpoint-Inhibitoren anti-CTLA-4 und anti-PD-1 auf polyklonale und Tumor-spezifische T-Zell-Populationen in einem orthotopen Mausmodell von HCC untersucht werden. Ziel ist es, das Verständnis der Wirkmechanismen der Checkpoint-Inhibitoren zu erweitern und neue Target-Moleküle für die gezielte Therapie von HCC zu identifizieren.

PD Dr. med. Sebastian Ochsenreither

Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Identifikation von Antigenen in leukämischen Stammzellen für die adoptive T-Zelltherapie der akuten myeloischen Leukämie

Die Elimination der leukämischen Stammzellen (LSC) bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) ist essentiell für eine Heilung. Dieses ist durch eine adoptive T-Zelltherapie gegen Leukämie-assoziierte Antigene (LAA) zu erreichen, bei der T-Zellen des Patienten mit einem LAA-spezifischen T-Zellrezeptor (TCR) transfiziert werden. Die Identifikation LSC-spezifischer LAA ist das Ziel dieses Projektes. Mittels microarray-Daten wurden 25 Gene mit selektiver Expression in LSC identifiziert. Das Expressionsmuster soll mit qPCR und falls möglich mit Protein-basiertem Assay verifiziert werden. Ein Zielprotein wurde so bereits identifiziert. Basierend auf Expression und Funktion werden zwei bis drei weitere Proteine ausgewählt. Gegen diese werden T-Zellklone generiert, wobei entweder prädiktierte oder HLA-gebundene Peptide verwendet werden. Bei letzteren werden präsentierte Peptide des Antigens mittels Massenspektrometrie identifiziert. Mit Killing assays wird durch Koinkubation von T-Zellklonen mit Zelllinien und primären Blasten die Prozessierung und Präsentation der Epitope gezeigt. Nach Abschluss des Projekts sollen ein bis zwei Antigene für die klinische Anwendung weiterentwickelt werden.

Prof. Dr. med. Helmut Salih

Klinische Kooperationseinheit Translationale Immunologie, Partnerstandort Tübingen
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)

Entwicklung eines optimierten Immunzytokins für die Immuntherapie der AML

IL-15 ist ein Zytokin, welches potent NK Zellen und auch CD8 T Zellen stimulieren kann und das, u. a. gekoppelt an Antikörper als sogenanntes Immunzytokin (IC), für die Tumortherapie erprobt wird. Das grundsätzliche Problem bisheriger IC sind die erheblichen Nebenwirkungen durch „off-target“-Effekte des Zytokinteils, was die Applikation therapeutisch optimaler Dosen verhindert. In Vorarbeiten wurden IC entwickelt, die aus Fc-optimierten Antikörpern und einem modulierten IL-15 bestehen, welches gentechnisch so modifiziert wurde, dass die Zytokinwirkung abhängig von der Bindung des Antikörpers ist (modifizierte IC, MIC Proteine). Dadurch wird, im Gegensatz zu bisher verfügbaren Formaten, eine weitgehend zielzell-restringierte Aktivität ermöglicht, die deutlich höher ist als die parentaler Fc-optimierter Antikörper. Als Zielantigene werden im geplanten Vorhaben FLT3/CD135 bzw. CD133 verwendet, wodurch ein Einsatz bei der AML ermöglicht wird, wo bislang keine immunstimulierenden Antikörper verfügbar sind. Im vorliegenden Projekt sollen diese MIC Proteine umfassend präklinisch, u. a. mit Patientenleukämiezellen in vitro sowie in Mausmodellen, funktionell charakterisiert werden.

Prof. Dr. med. Jürg Schwaller

Department Biomedizin
Universität Basel

Mechanismen der akuten Erythroleukämie: eine seltene aggressive Blutkrebsform

Hintergrund: Akute Leukämie ist eine der aggressivsten Krebskrankheiten des Menschen. Mittels genetischer Studien konnten die molekularen Mechanismen bestimmter Leukämieformen entschlüsselt und neue gezielte Therapien entwickelt werden. Die akute Leukämie der roten Blutkörperchen, auch Erythroleukämie genannt, ist eine seltene, aber sehr aggressive Krankheit. Die Diagnose der Erythroleukämie ist schwierig, die molekularen Mechanismen kaum bekannt, und es gibt weder geeignete Krankheitsmodelle noch spezifische Therapien. Ziele: 1) Vereinfachen der Klassifizierung und Etablierung von Krankheitsmodellen mittels systematischer molekulargenetischer Untersuchung der Tumorzellen von Patienten mit Erythroleukämie 2) Verstehen des molekularen Mechanismus der gestörten Ausreifung von Erythroleukämie-Zellen. Methoden: Wir kombinieren modernste Molekulargenetik und Biochemie mit zellulären in vitro und in vivo Experimenten. Profit für Patienten: Dieses Projekt eröffnet einen Einblick in die molekularen Mechanismen der Erythroleukämie und soll die Diagnose erleichtern und neue Ansätze zu molekular zielorientierten Therapieansätzen aufdecken.

Prof. Dr. rer. nat. Dr. sc. Edgar Serfling

Abt. für Molekulare Pathologie des Pathologischen Instituts
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

NFATc1-vermittelte Kontrolle der CD8+T-Zell-Funktion

CD8+T-Zellen sind Schlüsselkomponenten des Immunsystems. Als zytotoxische T-Zellen (CTLs) eliminieren sie maligne und infizierte Zellen vom Organismus. CTLs entwickeln sich in lymphoiden Organen nach Antigen-Erkennung aus ruhenden CD8+T-Zellen zu Effektor-„Killerzellen“. Wichtige Targets der Immunrezeptor-Signale sind induzierbare Transkriptionsfaktoren (TFs). Diese kontrollieren zahlreiche Gene, die die Differenzierung der CD8+T-Zellen zu Effektor- und Gedächtnis-CTLs – oder den Tod der Zellen – vermitteln. Wir zeigten - wesentlich unterstützt durch die Wilhelm Sander-Stiftung - dass der TF NFATc1 in CD8+T-Zellen durch Immunrezeptor-Signale stark induziert wird und die Funktion von CD8+T-Zellen in vitro kontrolliert. Wir bestimmten die Transkriptome aktivierter CD8+T-Zellen und CTLs in vitro, sowie Genom-weit die Bindungsstellen für NFATc1. Hier möchten wir untersuchen, wie NFATc1 in vivo (1.) die Proliferation und Differenzierung, (2.) den Metabolismus und (3.) die Mobilität von CTLs kontrolliert. Endziel dieses Projektes ist es zu bestimmen, ob und wie durch Manipulation von NFATc1 die Aktivität von CTLs zur Immuntherapie humaner Tumor-Erkrankungen modifiziert werden kann.

Prof. Dr. med., PhD Julia Skokowa

Onkologie, Hämatologie und Immunologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Hemmung der Funktionen des HCLS1 Proteins mittels Inhibitoren des NAMPT/SIRT2 Signalwegs für die Behandlung der AML

Die Identifizierung von Proteinen mit abnormalen Funktionen in AML Blasten kann zu der Etablierung neuer Behandlungsansätze führen. Wir haben die erhöhte Expression und Aktivität des Enzyms Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase (NAMPT) in AML beschrieben. NAMPT aktiviert die NAD+-abhängigen Protein-Deazetylasen (Sirtuine, SIRTs). Sirtuine steuern die Funktionen von Proteinen durch Deazetylierung und wir haben eine stark erhöhte Expression von SIRT2 in AML Blasten detektiert. Wir haben weiter die hämatopoetisch-spezifischen Zielproteine von NAMPT und SIRT2, die in AML Blasten hyperaktiviert sind, untersucht. Die stark erhöhte Expression und Phosphorylierung des HCLS1 (Hematopoietic Cell-Specific Lyn Substrate 1) in AML Blasten wurde von uns vor kurzem beschrieben. Interessanterweise war HCLS1 in 46 von 52 (88.46%) der untersuchten AML Patienten aller FAB Subtypen (außer APL) im Vergleich zu normalen myeloischen Zellen stark erhöht. Wir konnten zeigen, dass HCLS1 durch die NAMPT/SIRT2-abhängige Deazetylierung aktiviert wird. In dem beantragten Projekt möchten wir nun die Regulation von HCLS1 durch NAMPT und dessen spezifische Hemmung als mögliche Therapieoption der AML untersuchen.

Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Uckert

Molekulare Zellbiologie und Gentherapie
Max-Delbrück-Centrum (MDC)

Gezielte Genmodifizierung von T-Zellsubpopulationen zur klinischen Anwendung in der adoptiven T-Zelltherapie

In der vorangegangenen Förderperiode konnten wir zeigen, dass zielgerichtete Retrovirusvektoren (Targetingvektoren) in der Lage sind, selektiv zytotoxische CD8+ T-Zellen mit antigenspezifischen T-Zell-Rezeptoren (TCR) in vitro und in vivo auszustatten. In Mausmodellen wurden Effektorfunktionen in vivo TCR-transduzierter CD8+ T-Zellen nachgewiesen. Mäuse, die mit dem CD8-Targetingvektor behandelt wurden, konnten im Vergleich zu Kontrollmäusen sowohl den Verlauf einer bakteriellen Infektion als auch das Wachstum antigenpositiver Tumore signifikant verzögern. Für eine effektivere TCR-Gentherapie ist der simultane Einsatz zytotoxischer CD8+ T-Zellen und CD4+ T-Helfer-Zellen am vielversprechendsten. In der Fortsetzung dieses Projektes werden wir den Effekt eines simultanen TCR-Gentransfers in CD8+ (MHC-I) und in CD4+ (MHC-II) T-Zellen auf das Tumorwachstum untersuchen. Unsere Experimente haben gezeigt, dass ein simultaner Einsatz beider Targetingvektoren nur in BALB/c-Mäusen möglich ist. Wir werden daher ein BALB/c Tumormodell entwickeln, welches uns die Möglichkeit bietet, den Anti-Tumoreffekt in vivo transduzierter CD8+ und CD4+ T-Zellen ihm Rahmen der TCR-Gentherapie zu untersuchen.

Dr. med. Juliane Walz (geb. Stickel)

Medizinische Klinik II Abt. für Hämatologie und Onkologie, klinische Immunologie, Rheumatologie und Pulmologie
Eberhard Karls Universität Tübingen

Charakterisierung des Immunopeptidoms der chronisch myeloischen Leukämie (CML) zur Entwicklung Peptid-basierter Immuntherapiekonzepte

Nur bei wenigen CML-Patienten kann die Therapie mit Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) dauerhaft beendet werden ohne, dass es zu einem Rezidiv der Erkrankung kommt. Um residuelle Leukämiezellen zu eliminieren, die diese Rezidive bedingen, bietet die Peptid-basierte Immuntherapie einen nebenwirkungsarmen Ansatz, welcher darauf abzielt mittels therapeutischer Vakzinierung im Patienten eine spezifisch gegen Leukämiezellen gerichtete T-Zell-Antwort zu induzieren. Basis dieser Therapie sind Peptide, die exklusiv und hochfrequent auf Leukämiezellen über humane Leukozytenantigene (HLA) präsentiert werden. Im Rahmen dieses Projektes soll nun die Grundlage für die Entwicklung einer Peptid-basierten Immuntherapie für CML-Patienten geschaffen werden. Hierzu soll erstmalig die Analyse der Gesamtheit HLA-präsentierter Peptide (das Immunopeptidom) der CML erfolgen und so die Identifizierung natürlich präsentierter, immunogener CML-assoziierter Antigene erzielt werden. Des Weiteren soll der Einfluss von TKIs auf das Immunopeptidom der CML und die Peptid-spezifischen T-Zell-Antworten untersucht werden, um so den optimalen Zeitpunkt einer Peptid-basierten Immuntherapie für CML-Patienten zu definieren.

Kanzerogenese allgemein / sonst. onkologische Themen

Prof. Dr. med. Heidi Hahn

Molekulare Entwicklungsgenetik, Institut f. Humangenetik
Georg-August-Universität Göttingen

Rolle von WNT5A und der ß-Catenin-unabhängigen WNT Signalwege beim Rhabdomyosarkom

Rhabdomyosarkome (RMS) sind die häufigsten Weichgewebetumoren bei Kindern und werden histologisch und molekularbiologisch in embryonale RMS (ERMS) und die aggressiveren alveolären RMS (ARMS) unterteilt. Wir konnten zeigen, dass 50% der RMS den ß-Catenin-Interaktionspartner LEF1 exprimieren, der unabhängig von WNT/ß-Catenin Signaling und RMS Subtyp aggressives Tumorwachstum dämpft und den Antagonisten der WNT/ß-Catenin Achse und Hauptliganden der ß-Catenin-unabhängigen WNT Signalwege, WNT5A, aktiviert. Da die WNT5A Expression in den prognostisch günstigeren ERMS gegenüber ARMS erhöht ist, scheint ß-Catenin-unabhängiges WNT signaling mit einem gutartigeren RMS Phänotyp assoziiert zu sein. Wir wollen den Signalweg und die Rezeptoren identifizieren, die durch WNT5A im RMS aktiviert werden. In vitro und in vivo Analysen sollen die funktionelle Rolle von WNT5A aufdecken und die Frage beantworten, ob sich WNT5A exprimierende Tumorzellen besser oder schlechter von zytotoxischen Immunzellen eliminieren lassen. In Abhängigkeit der Ergebnisse wird ein präklinischer RMS-Therapieversuch gestartet, bei dem WNT5A Mimetica und/oder RMS-spezifische chimäre T-Zellen zum Einsatz kommen.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Karl-Heinz Klempnauer

Institut für Biochemie, FB Chemie und Pharmazie
Universität Münster

Untersuchungen zur Funktion des Transkriptionsfaktors B-Myb in der G2/M-Phase des Zellzyklus (2)

Der Transkriptionsfaktor B-Myb spielt eine Schlüsselrolle bei der Expression pro-mitotischer Gene in der G2/M-Phase des Zellzyklus und ist in die Entstehung von Tumoren involviert, in denen hohe B-Myb Aktivität vielfach mit aggressiven Wachstum und schlechter Prognose korreliert. Wir haben untersucht, auf welche Weise B-Myb im Verlauf des Zellzyklus aktiviert wird und gezeigt, dass die Phosphorylierung von B-Myb durch die Proteinkinase Plk1 hierbei eine wesentliche Rolle spielt. Im Rahmen des Fortsetzungsprojekts wollen wir untersuchen, auf welche Weise die Plk1-induzierte Phosphorylierung die Aktivität von B-Myb steuert. Hierzu planen wir, den Einfluss von Plk1 auf die Rekrutierung von Interaktionspartnern durch B-Myb zu untersuchen. Zusätzlich wollen wir die Rolle einer auto-inhibitorischen, intramolekularen Interaktion für die Aktivität und das onkogene Potential von B-Myb untersuchen. Das übergreifende Ziel des Projekts ist, durch die Identifikation und funktionelle Charakterisierung der für B-Myb relevanten Protein-Interaktionen mögliche Strategien für die zukünftige Entwicklung von B-Myb Inhibitoren zu erforschen.

Knochen, Muskulatur + Bindegewebe

Prof. Dr. med. Wolfgang E. Berdel

Medizinische Klinik und Poliklinik A
Universität Münster

Therapeutische Beeinflussung des chimären Transkriptionsfaktors EWS-FLI1 in Ewing-Sarkomen

Ewing-Sarkome sind die zweithäufigsten Knochentumoren bei Kindern und jungen Erwachsenen. Mit Heilungsraten < 35% im metastasierten Stadium besteht die dringende Notwendigkeit für neue Therapieansätze. Zentrales molekulares Ereignis bei Ewing-Sarkomen ist die chromosomale Translokation t(11;22) mit der konsekutiven Bildung des EWS-FLI1-Proteins in den Tumorzellen. Dieses Protein ist tumorzell-spezifisch und fungiert als transkriptioneller Aktivator. Wir haben ein Ewing-Sarkom-spezifisches, Antikörper-basiertes Applikationssystem für EWS-FLI1-interferierende siRNAs entwickelt und werden dieses zunächst in vitro an Ewing-Sarkomzelllinien erproben. Ein vergleichbares Delivery-System haben wir für das Kolorektalkarzinom entwickelt, die Resultate hierzu sind publiziert (1) und auf das Ewing-Sarkom übertragen (2). Hier wollen wir die Eigenschaften der AntikörpersiRNA-Konjugate an Zellkulturen in vitro und im Xenograft-Tiermodell in vivo untersuchen. Wir werden neben EWS-FLI1 auch kooperierende Zielgene mittels RNAi-Knockdown stilllegen und Tumorwachstum und Metastasierung somit behindern. Ziel ist es, aus diesem Projekt eine Ewing-Sarkom-spezifische Tumortherapie zu entwickeln.

Dr. med., PhD Thomas Grünewald

Pathologisches Institut der LMU München
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)

Untersuchung von TCF7L1 als zentralen Regulator des kanonischen WNT-Signalweges und als Biomarker und Zielstruktur einer individualisierten Therapie für Kinder mit Ewing Sarkomen

Ewing Sarkome (EwS) sind hochaggressive pädiatrische Knochentumore, die durch das Fusionsonkogen EWSR1-FLI1 (EF1) in einen undifferenzierten und stark proliferativen Zustand gebracht werden, was hohe Rezidiv- und Metastasierungsraten bedingt. Wir postulieren, dass die systembiologische Analyse dieses Vorgangs neue therapeutische Zielstrukturen und Biomarker identifizieren wird. Eigene Netzwerkanalysen von Genexpressionsdaten und korrespondierenden klinischen Daten legen nahe, dass EF1 den kanonischen WNT-Signalweg sowie den WNT-assoziierten Transkriptionsfaktor TCF7L1 unterdrückt, was die Tumoraggressivität erhöhen könnte. Erste Experimente zeigen, dass die pharmakologische Reaktivierung des WNT-Signalwegs die Proliferation von EwS-Zellen blockiert. Mithilfe der Wilhelm Sander-Stiftung möchten wir 1) TCF7L1 als regulatorischen Knotenpunkt und prädiktiven Biomarker charakterisieren, 2) untersuchen, wie EF1 über TCF7L1 mit dem WNT-Signalweg interferiert, und 3) in präklinischen Mausmodellen testen, ob die Reaktivierung des WNT-Signalwegs die Tumorprogression verhindern kann. Wir erwarten hierdurch einen wichtigen Beitrag zur individualisierten Therapie von EwS-Patienten zu leisten.

Dr. med. Constantin Lapa

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Funktionelle Hybrid-Bildgebung zur Charakterisierung der Tumorheterogenität des Multiplen Myeloms sowie frühem Therapiemonitoring

In der ersten Förderperiode konnten wir [11C]Methionin als hochsensitiven Marker stoffwechselaktiver Myelommanifestationen identifizieren, der sich [18F]FDG deutlich überlegen zeigte. Zudem konnte im Mausmodell ein früher Rückgang der Stoffwechselaktivität der Myelomläsionen sowie ein damit verbundener prognostischer Wert für [11C]Methionin nachgewiesen werden. Die prognostische Bedeutung der höheren Sensitivität als auch die Übertragbarkeit der Möglichkeit des sehr frühen Therapiemonitorings auf den Menschen sollen weiter untersucht werden. Neben den verschiedenen Stoffwechselwegen gewinnt die Darstellung von Oberflächenrezeptoren zunehmend an Bedeutung. Mit dem Chemokinrezeptor CXCR4 konnte kürzlich ein weiterer Biomarker identifiziert werden. Das hier mögliche „theranostische“ Konzept wurde für das Multiple Myelom erfolgreich in die Klinik transferiert. Dabei zeigte die CXCR4-PET/CT eine ausgeprägte inter- als auch intraindividuelle Heterogenität der Myelomläsionen. In der zweiten Förderperiode soll nun die zielgerichtete Punktion von Läsionen mit differentem Stoffwechsel/Rezeptorenbesatz erfolgen, um Einblicke in die molekulare Grundlagen zu gewinnen.

Prof. Dr. rer. nat. Barbara Munz

Innere Medizin V (Abt. Sportmedizin)
Eberhard Karls Universität Tübingen

Der skNAC-Smyd1-Komplex: Funktionelle Analyse beim Rhabdomyosarkom und Implikationen für neue therapeutische Strategien

Rhabdomyosarkome, bestehend aus unvollständig differenzierten myoiden Zellen, sind bei Kindern die häufigsten Weichteilsarkome. Die Überlebensraten konnten in den letzten 30 Jahren insbesondere für Hochrisikopatienten nicht signifikant verbessert werden, was vor allem in der heterogenen Natur der Sarkome und einem bisher nur unvollständigen Verständnis der Tumorigenese-Mechanismen begründet ist. In jüngster Zeit ergaben sich vermehrt Hinweise darauf, dass ein dimerer Proteinkomplex bestehend aus den beiden Untereinheiten skNAC und Smyd1 eine zentrale Rolle spielen könnte. Der entsprechende Mechanismus könnte epigenetischer Natur sein, insbesondere sprechen verschiedene Forschungsergebnisse dafür, dass skNAC-Smyd1 über eine spezifische Beeinflussung von Histonmodifikationsmustern die Expression skelettmuskelspezifischer Gene reguliert. Im Rahmen des hier beantragten Projekts soll darauf aufbauend untersucht werden, über welche Mechanismen skNAC-Smyd1 Proliferation, Differenzierung und Metastasierung von Rhabdomyosarkomzellen in vitro und in vivo beeinflusst. Hieraus sollen Ansatzpunkte für innovative therapeutische Strategien abgeleitet werden.

Prof. Dr. med. Claudia Rössig

Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Universität Münster

Immuntherapie des Ewing-Sarkoms mit CAR-Zellen: Überwindung der immuninhibitorischen HLA-G Barriere

Chimäre Antigen-Rezeptoren (CARs) erlauben Abwehrzellen des Immunsystems eine Erkennung von Krebszellen über Oberflächenmerkmale. Die Therapie mit CAR-modifizierten T-Zellen hat sich bei B-Zell-Malignomen sehr wirksam gezeigt, solide Tumoren erweisen sich jedoch in präklinischen Modellen als weitgehend resistent. Spezifische Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe im Ewing-Sarkom-Modell zeigen eine Induktion des immuninhibitorischen Moleküls HLA-G durch CAR-modifizierte Abwehrzellen. Dieser Antrag prüft die Hypothese, dass HLA-G über lokale Immunsuppression die adoptive Therapie mit CAR-exprimierenden Effektorzellen behindert. Dazu wird HLA-G in Tumorzellen gezielt genetisch stillgelegt, und die Aktivierung und Funktion von CAR-Zellen gegenüber HLA-negativen und –positiven Tumorzellen wird verglichen. In der Mikroumgebung von Ewing-Sarkomen wird mittels Mehrfarb-Immunfluoreszenzfärbungen die Interaktion der CAR-Zellen mit Tumorzellen und Bystanderzellen untersucht. Schließlich wird mit dem Ziel der Überwindung HLA-G-vermittelter Immunresistenz die CAR-Zell-Therapie mit einem blockierenden Antikörper gegen HLA-G kombiniert und die Wirksamkeit im in vivo Modell geprüft.

Leber, Gallenwege + Pankreas (exokrin)

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Mathias Heikenwälder

Abteilung Chronische Entzündung und Krebs
Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ)

Die Rolle von Dickkopf-3 in Lebersteatose, nicht-alkoholischer Steatohepatitis und nachfolgendem Leberkrebs

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist die häufigste Lebererkrankung und die zweithäufigste, krebsassoziierte Todesursache weltweit. Veränderte Lebensgewohnheiten, wie hyperkalorische Ernährung, die zu Fettleibigkeit, Metabolischem Syndrom und schließlich zu nichtalkoholischer-Steatohepatitis (NASH) führen, sind mittlerweile eine der Hauptursachen für Leberfibrose, -zirrhose und HCC. Trotzdem ist nur wenig über die Mechanismen der NASH und NASH-assoziierten HCC-Entstehung bekannt und Therapieoptionen sind rar. Eine wichtige Rolle dabei spielt jedoch die chronische Entzündung, die das Fortschreiten der Erkrankung antreibt. Dickkopf-3 (Dkk3) ist ein sezerniertes Glykoprotein, das Typ und Stärke von lokalen Immunreaktionen beeinflussen kann. Präliminäre Daten zeigen eine Verbindung zwischen Dkk3 und NASH im Mausmodell, sowie im humanen System. Basierend auf diesen Erkenntnissen glauben wir, dass Dkk3 die NASH- und HCC-Entstehung beeinflussen und eine therapeutische Zielstruktur darstellen könnte. Dies möchten wir in einem selbst entwickelten Mausmodell, das die wichtigsten Aspekte der humanen Erkrankung rekapituliert, untersuchen und darüber hinaus Studien an Patientenproben durchführen.

Dr. med. Elisabeth Hessmann

Klinik für Gastroenterologie und gastrointestinale Onkologie
Georg-August-Universität Göttingen

p53-Status abhängige EZH2 Aktivität in der Progression und Therapie des Pankreaskarzinoms

Das Pankreaskarzinom (PDAC) gehört u. a. aufgrund seiner Therapieresistenz zu den aggressivsten Tumoren mit einer 5-JÜR unter 7%. Die ausgeprägte molekulare Heterogenität des PDAC widerspricht dem aktuellen „one-fits-all“ Therapiekonzept und unterstreicht die Bedeutung molekularer Stratifizierung in der Behandlung dieser Tumorentität. Insbesondere die therapeutische Effizienz der Inhibition onkogener Chromatin-Regulatoren unterliegt im PDAC einer starken Kontext-Abhängigkeit. So erzielten wir eine suffiziente Induktion von Tumor-Failsafe-Mechanismen nach Depletion der istonmethyltransferase EZH2 ausschließlich in Tumoren mit einem TP53-Wildtyp-Status. Basierend hierauf postulieren wir, dass die EZH2-Aktivität und das therapeutische Potential der EZH2-Inhibition im PDAC maßgeblich vom TP53 Status bestimmt werden. Unter Zuhilfenahme translationaler PDAC Modelle zielt dieses Forschungsvorhaben auf die mechanistische und funktionelle Charakterisierung der EZH2 Aktivität in Abhängigkeit des TP53-Status ab und soll somit zu einem detaillierteren Verständnis der Konsequenzen genetischer Veränderungen für epigenetische Prozesse in der Progression und Therapie des PDAC beitragen.

apl. Prof. Dr. rer. nat. Achim Krüger

Institut für Molekulare Immunologie und Experimentelle Onkologie
Technische Universität München (TUM)

Evaluierung der TIMP-1-induzierten prämetastatischen Nische in der Leber als Ansatzpunkt für Früherkennung und neue antimetastatische Therapiestrategien bei Pankreaskarzinom

Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC) metastasiert extrem effizient und früh, vermutlich bereits in prämalignen Stadien, die Leber. Die Plasmaspiegel von Tissue Inhibitor of Metalloproteinases (TIMP-1) steigen bei prämalignen PDAC-Vorstufen an und induzieren eine prämetastatische Nische in der Leber, die deren effiziente Besiedlung durch Tumorzellen ermöglicht. Wir möchten daher klären, (a) durch welche Entzündungsmechanismen im Pankreas die TIMP-1-induzierte prämetastatische Nische ausgelöst wird, (b) über welche molekularen und zellulären Mechanismen in der Leber die extrem frühe Metastasierung ermöglicht wird und (c) ob diese Prozesse therapeutisch und/oder diagnostisch genutzt werden können. Zur Klärung der Mechanismen werden genetische Mausmodelle, funktionelle in vitro Zellassays sowie humane Patientenproben verwendet. Das antimetastatische Potential der genetischen und pharmakologischen Inhibition der TIMP-1-induzierten prämetastatischen Nische wird in experimentellen Metastasierungsassays getestet. Von den Ergebnissen erwarten wir neue therapeutische Perspektiven für das bisher nicht-behandelbare PDAC.

Prof. Dr. rer. nat. Inna N. Lavrik

Translationale Entzündungsforschung
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Identifizierung neuer Zielstrukturen in pankreatischen Zelltod-Netzwerken für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Die Chemoresistenz maligner Zellen beim Pankreaskarzinom beruht auf der Deregulierung von einem oder mehrere Zelltod Signalwege, die zur Hemmung des Zelltods führt. Die Identifizierung neuere Zielstrukturen in pankreatischen Zelltod-Netzwerken, die für die Resistenz der pankreatischen Krebszellen verantwortlich sind, ist eine höchst wichtige Aufgabe in der laufenden Krebsforschung. In dem Projektantrag sollen unter Verwendung von ‚state-of-the-art‘ Proteomik, Imaging Durchflußzytometrie Technologien und biochemischer Methoden Zelltod-Netzwerke beim Pankreaskrebs untersucht werden und neue therapeutische Zielstrukturen identifiziert werden. Insbesondere werden wir systematisch, die bekannten apoptotischen/nekroptotischen Netzwerkregulatoren untersuchen, sowie neue unbekannte potentielle Regulatoren des Zelltods beim Pankreaskrebs mittels siRNA screening und Proteomik erhalten. Schließlich sollen die identifizierten Zielstrukturen durch die Analyse von Patienten material bestätigt werden. Zusammengenommen wird eine systematische Sicht auf die Empfindlichkeit und Resistenz des Pankreaskrebs untersucht, mit der Identifizierung neuer Wege für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien.

Dr. med. Thomas Wirth

Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie u. Endokrinologie
Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Immuntherapie von KRAS-mutierten Pankreaskarzinomen mit heteroklitischen Peptidvakzinen

Das Pankreaskarzinom stellt die Tumorentität mit der höchsten Letalität unter den gastrointestinalen Tumoren dar. Da 70-95% aller Pankreaskarzinome Mutationen im Onkogen KRAS aufweisen, soll dieses für den Tumor essentielle Onkogen für eine neuartige Neoantigen-Vakzinierung verwendet werden. Um eine möglichst starke T-Zell Immunantwort zu induzieren, wird zunächst die Peptidsequenz häufig vorkommender KRAS Mutationen mittels computerbasierter Algorithmen für eine möglichst starke MHC-Bindung in silico optimiert (sog. „heteroklitische Peptide“). Diese bindungsoptimierten Peptidepitope werden dann in von uns entwickelten heterologen Vakzinierungen getestet. Die Grundlage für diese heterologen Vakzinierungen ist die Verwendung einer schwach immunogenen primären Immunisierung mit einer stark inflammatorischen sekundären Immunisierung (z. B. in der Form von agonistischen costimulatorischen Antikörpern oder bakteriellen Vektoren). Die Wirksamkeit der Vakzine wird in humanisierten, HLA-A2 oder HLA-A11 transgenen Mäusen unter Verwendung eines praxisnahen Pankreasmodells getestet werden, bei dem autochthone Pankreastumore mittels Elektroporation im Transposonmodell induziert werden.

Lunge + Atemwege

Prof. Dr. rer. nat. Stefan Gaubatz

Biozentrum, Physiologische Chemie I
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Mitotische Kinesine und Protein der zentralen Spindel als neue therapeutische Ziele für nicht-kleinzellige Lungenkazinome (2)

Das nicht-kleinzellige Lungenkarzinom zählt zu den prognostisch ungünstigsten Tumoren. Das Ziel des Projektes ist zu untersuchen, ob mitotische Kinesine neue Angriffspunkte für die Therapie von Lungentumoren darstellen. In der aktuellen Förderperiode konnten wir zeigen, dass der konservierte Myb-MuvB (MMB)-Multiproteinkomplex die Expression mehrerer mitotischer Kinesine in Tumorzellen reguliert. Weiterhin konnten wir zeigen, dass das Wachstum und Überleben von Lungentumorzellen von bestimmten mitotischen Kinesinen und Proteinen der zentralen Spindel abhängt und dass das Kinesin KIF23 außerdem für die Tumorentstehung in einem K-RAS abhängigen Mausmodell in vivo erforderlich ist. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse möchten wir in der nächsten Förderperiode mit Hilfe von Lungenkarzinomzelllinien und im Mausmodell untersuchen, ob die Proliferation und Tumorentstehung von weiteren durch MMB-regulierten Kinesinen abhängt. Außerdem werden wir untersuchen, von welchen Faktoren die Induktion der Apoptose nach Hemmung der Kinesine abhängt. Schließlich werden wir untersuchen, ob nicht-mitotische Funktionen der Kinesine und Proteine der zentralen Spindel zur Tumorentstehung beitragen.

Nervensystem + Sinnesorgane

Prof. Dr. med. habil. Nils Cordes

OncoRay Nationales Zentrum f. Strahlenforschung i. d. Onkologie
Technische Universität Dresden

Proteine der fokalen Adhäsionen für Therapieresistenz und Invasion von Glioblastomstammzellen: Identifizierung, molekulare Wirkmechanismen und spezifische Hemmung

Das Glioblastom ist durch Radiochemoresistenz und diffus infiltrierendes Wachstum gekennzeichnet. Zur Therapieoptimierung und -individualisierung ist ein detailliertes Verständnis der molekularen Mechanismen notwendig. In Vorarbeiten konnten wir sowohl Radiochemosensibilisierung als auch Invasionsblockierung durch eine beta1 Integrin/c-Jun N-terminale Kinase (JNK) Doppelhemmung in Glioblastomzellen in-vitro und in-vivo zeigen. Hierauf aufbauend soll in dem beantragten Fortsetzungsprojekt die Funktion weiterer fokaler Adhäsionsproteine für Therapieresistenz und Invasion untersucht werden. Mittels RNA-Interferenz-Hochdurchsatz-Screenings für 117 Kandidatengene werden Strahlensensibilisierung und Migration von Glioblastomstammzellen in Kombination mit Temozolomid/Strahlentherapie bestimmt. Für das vielversprechendste Gen folgt die Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen sowie ein spezifisches molekulares Targeting in-vitro und in-vivo. Die Aufklärung der Funktion von Proteinen der fokalen Adhäsionen unter Radiochemotherapie lässt neue Einblicke in Resistenz- und Invasionsprozesse sowie die Identifizierung neuer potentieller Therapiestrategien für das Glioblastom erwarten.

Prof. Dr. med. Peter W. Reeh

Institut für Physiologie und Pathophysiologie
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)

Weiterentwicklung des gezielten (Schmerz-)Therapieansatzes bei Krebs mit einer Kombination aus Lokalanästhetikum und Transient Receptor Potential (TRP)-Aktivatoren (2)

Die zuvor etablierte gezielte, nebenwirkungsfreie Schmerztherapiemethode bei Krebs wird in mehrfache Richtung weiterentwickelt. Unerwartete, in den bisherigen Arbeiten aufgeklärte Eigenwirkungen des Lokalanästhetikums QX-314 erfordern nun, ein "therapeutisches Fenster" zu ermitteln, in dem QX-314 sich nicht selbst Zugang zum Inneren der Nervenfasern verschaffen und sie blockieren kann, sondern auf bestimmte natürliche oder körpereigene Stoffe (im Tumormilieu) angewiesen ist, die ihm spezielle Ionenkanäle öffnen. Alternativ soll das neuartige QAQ erforscht werden, das ebenfalls nur durch die Kanäle und mit Hilfe von Pfortenöffnern in die Nerven gelangen kann, darüber hinaus aber lichtaktivierbar und -inaktivierbar ist. Damit erscheint QAQ auch geeignet für die Schmerzstillung bei der Photodynamischen Therapie von Hautkrebs. Des Weiteren wird ein neuer Ionenkanal zur selektiven Einschleusung der Blocker erforscht, der Rezeptorkanal für Menthol TRPM8. Hiermit könnte die schmerzhafte Kälteüberempfindlichkeit nach Chemotherapien bekämpft werden. Vorstellbar ist sogar, TRPM8 zur gezielten Anreicherung von Chemotherapeutika in Krebszellen zu nutzen, wofür die Untersuchungen mit Lokalanästhetika an tierischen Gewebe- und Zellkulturpräparaten ex vivo als Modell dienen würden.

Niere + Harnwege

Dr. rer. nat. Michaela Jung

Institut für Biochemie I - Pathobiochemie, Fachbereich Medizin
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Einfluss des Makrophagen-sezernierten Eisentransportproteins Lipocalin-2 (Lcn-2) in der Pathogenese des klarzelligen Nierenzellkarzinoms

TAM tragen im Tumor-Mikrokompartiment entscheidend zur Tumorprogression bei. Eigene Arbeiten belegen, dass TAM durch die Interaktion mit Tumorzellen das Eisentransportprotein Lcn-2 freisetzen. Erhöhte Lcn-2 Spiegel in Tumoren sind zudem mit einer schlechten Prognose für Krebspatienten assoziiert. Wir gehen von der Hypothese aus, dass dies zumindest teilweise auf die Eisen-transportierende Funktion von Lcn-2 zurückzuführen ist. Wir glauben, dass es durch die Ausschaltung des Lcn-2 Rezeptors auf Tumorzellen sowie der Hemmung der Lcn-2-Freisetzung aus TAM zur verminderten Tumorprogression kommt. Experimentell nutzen wir hierfür ein orthotopes, syngenes Nierenzellkarzinommodell. Ziel ist es, durch die Implantierung von Wildtyp-Tumorzellen in Makrophagen-spezifische Lcn-2-/- -Mäuse sowie der Implantierung von CRISPR/Cas9-vermittelten, Lcn-2-Rezeptor-Knockout Zellen in Wildtyp-Mäuse eine Hemmung des Tumorwachstums herbeizuführen. Zudem charakterisieren wir Lcn-2 und dessen Rezeptor in primären Patientenproben als bisher noch nicht beschriebene prognostische Marker im klarzelligen Nierenzellkarzinom, um neue Zielstrukturen zur Entwicklung innovativer Tumortherapieansätze zu validieren.

2016

Brustdrüse

Prof. Dr. med. Matthias Dobbelstein

Abt. Molekulare Onkologie Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB)
Georg-August-Universität Göttingen

Synthetische Letalität in Brust-Tumorzellen durch Inaktivierung der Ubiquitinligase Mdm2 und des Polycomb Repressor Komplex

Bisher führte man die onkogene Wirkung des Mdm2-Onkoproteins überwiegend auf die Inaktivierung des Tumorsuppressors p53 zurück. In unseren Vorarbeiten fanden wir jedoch, dass Mdm2 auch unabhängig von p53 zu malignem Zellwachstum beiträgt (Wienken et al., Mol Cell 2016). Tumorzellen ohne p53 verlieren durch Mdm2-Entfernung (Depletion) einen großen Teil ihrer Fähigkeit zur Proliferation. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Mdm2 zum Erhalt eines Stammzell-Phänotyps beiträgt. Dies führen wir darauf zurück, dass Mdm2 mit Proteinen der „Polycomb Group family“ assoziiert und zur Ubiquitinierung von Histonen beiträgt. In der gleichzeitigen Abwesenheit von Mdm2 und der Histon-Ubiquitinligase Ring1B dysregulierten die Zellen polycomb-gesteuerte Gene und starben zu einem großen Teil. Dieses Phänomen einer synthetischen Letalität zwischen Mdm2 und Histon-Ubiquitinligasen soll nun mechanistisch geklärt und hinsichtlich seiner Folgen untersucht werden. Diese Untersuchungen werden auf Zellen des Mammakarzinoms fokussiert. Wir werden versuchen, die genannten Targets durch kleinmolekulare Verbindungen zu inaktivieren, um dadurch malignes Zellwachstum zu verhindern.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Johannes Eble

Inst. f. Physiologische Chemie u. Pathobiochemie
Universität Münster
Publikation:   doi: 10.3791/60122

Endothelzell-induzierte Expression von VE-Cadherin in Brustkrebszellen, seine Funktion und Regulation hinsichtlich Tumor-Endothel-Zellkontakte in Vaskulären Mimikry-Gefäßen

Endothelzellen (EZ) induzieren in Brustkrebszelllinien (MDA-MB-231, MCF-7) die ektopische Expression von EZ-typischem VE-Cadherin. Cadherine gewebsgleicher Zellen interagieren homophil und halten den EZ-Verband dicht zusammen. In ihn integrieren Tumorzellen nach ektopischer VE-Cadherin-Expression. Solche Vaskuläre Mimikry (VM) verschlechtert die Prognose. Dieses Projekt soll 1.) den Mechanismus der EZ-induzierten VE-Cadherin-Expression in Brust¬krebszellen aufklären, 2.) die Funktionalität des VE-Cadherin auf der Tumorzelloberfläche beim Kontakt der gewebsungleichen Tumor- und Endothelzellen charakterisieren, 3.) den Einfluss des gefäßspezifischen Mikromilieus (z. B. Scherkräfte, extrazelluläre Matrix, Wachstumsfaktoren, Hypoxie) auf die Expression und Funktionalität von Tumorzell-VE-Cadherin analysieren, und 4.) translational diese Erkenntnisse in einem in vivo-Tumormodell (Hühnerei-Chorioallantoismembran (CAM)-Modell), anwenden. Die für Radiotherapie typischen Bestrahlungsdosen beeinflussen VM-Gefäße und werden auch untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse helfen den VE-Cadherin-vermittelten Mimikry-Mechanismus von Tumorzellen zu verstehen.

apl.-Prof. Dr. rer. nat. habil. Viktor Magdolen

Klinische Forschergruppe der Frauenklinik
Technische Universität München (TUM)