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2024

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.

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.

Immunsystem + Hämatopoese

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

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.

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
Westfälische Wilhelms-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
Westfälische Wilhelms-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

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

Medizinischen Klinik A: Hämatologie, Hämostaseologie, Onkologie und Pneumologie
Westfälische Wilhelms-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

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

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
Westfälische Wilhelms-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
Westfälische Wilhelms-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.

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.