Krebsgenomforschung
- DKTK
- Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
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Prof. Dr. Holger Sültmann
Leitung
Die Evolution von Krebs ist mit weitreichenden molekularen Veränderungen des Genoms, des Epigenoms und der Expression von Genen verbunden. Die Ziele der Abteilung sind die Identifizierung dieser molekularen Marker, sie für die Diagnose, Prognose und Vorhersage des Therapie-Ansprechens bei Krebspatienten einzusetzen und ihre Rolle bei der Entstehung und Progression von Tumoren zu verstehen.
Bild: Forschungsinhalte Abteilung Krebsgenomforschung am DKFZ, © DKFZ, Abteilung Krebsgenomforschung

Bild: Forschungsinhalte Abteilung Krebsgenomforschung am DKFZ, © DKFZ, Abteilung Krebsgenomforschung
Unsere Forschung
Unsere Forschung umfasst hauptsächlich die Genom-weite Analyse molekularer Veränderungen in verschiedenen Tumoren mit den Schwerpunkten Lungen- und Brustkrebs. Hierbei nutzen wir Hochdurchsatz-Technologien zur DNA- und RNA-Sequenzierung in Gewebe und Blutproben („Liquid Biopsy“) für die individuelle Risikoabschätzung und das klinische Management der Patient*Innen auf der Basis von molekularen Markern der Tumorheterogenität in Raum und Zeit. Um die Rollen dieser Faktoren bei der Tumorprogression und Therapieresistenz zu verstehen, verwenden wir zelluläre 3D-Kokultur-Modelle sowie eine Vielzahl von zell- und molekularbiologischen Methoden.
Krebszellen unterscheiden sich von normalen Zellen durch ihre Mikroumgebung, veränderte (epi)genomische Merkmale sowie Gen- und Proteinexpression. Die Charakterisierung solcher Veränderungen in Tumoren und verschiedenen Tumorstadien ist entscheidend, um die Mechanismen der Tumorprogression zu verstehen und molekulare Marker für Diagnose und Prognose zu definieren. Die räumliche und zeitliche Heterogenität von Tumoren bestimmt den Therapieerfolg und das Überleben der Patienten. Daher konzentrieren wir uns auf präzisionsmedizinische Ansätze in der Krebsforschung um folgende zentrale Fragen zu adressieren:
Risikostratifizierung von Tumoren mithilfe multimodaler Biomarker
Mechanismen der Tumorprogression und des Therapieversagens
Vorhersage des Therapieansprechens durch nichtinvasive Ansätze
Projekte
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Liquid Biopsy zur nichtinvasiven Tumorüberwachung
Wir haben unsere Liquid-Biopsy-Ansätze erweitert und weiterentwickelt, um Technologien für die Tumorüberwachung und den Nachweis von minimaler Resterkrankung („minimal residual disease“, MRD) zu etablieren und anzuwenden. Zu diesem Zweck haben wir ca. 500 longitudinale Plasmaproben von ALK-Fusions-positiven Lungenkrebspatienten (in Zusammenarbeit mit der Thoraxklinik Heidelberg) als Machbarkeitsstudie verwendet, um:
- Einzelnukleotid-Varianten (SNVs) und Kopienzahlvarianten in Plasma-DNA zu bestimmen,
- molekulare Daten mit klinischen Parametern wie Oligoprogression zu korrelieren
- zu zeigen, dass die molekulare Vorlaufzeit bis zum Fortschreiten unter Therapie kürzer ist als die radiologische Vorlaufzeit,
- epigenomische Varianten zur Erkennung von Tumorprogression und MRD zu identifizieren.
Weitere Quellen:
Tumoren mittels Blutprobe auf der Spur: https://www.youtube.com/watch?v=rpGLAdQBCdk
Methods for ctDNA detection and analysis: https://youtu.be/pwK1BTlQl6w
Kooperationen:
- Thoraxonkologie, Thoraxklinik Heidelberg
- Pathologisches Institut, Universitätsklinikum Heidelberg
- Gynäkologische Onkologie, NCT Heidelberg
- Abteilung Molekulare Genetik, DKFZ Heidelberg
- Abteilung Radioonkologie, Universitätsklinikum Heidelberg
- Klinik für Hämatologie und Onkologie und Institut für Ernährungsmedizin, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
Unterstützung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den Förderprogrammen Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL), OUTLIVE-CRC, und SATURN3
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Räumliche Heterogenität und Therapieresistenz bei Lungenkrebs
Seit vielen Jahren kooperieren wir mit Partnern der Thoraxklinik Heidelberg und arbeiten an verschiedenen molekularen Veränderungen und klinischer Translation bei Lungenkrebs („non-small cell lung cancer“, NSCLC). Diese Zusammenarbeit hat es uns ermöglicht, nachhaltige Fördermittel im Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL) zu erhalten, was eine solide Grundlage für unsere zukünftige translationale Lungenkrebsforschung bietet. In Zusammenarbeit mit der Thoraxklinik, der Pathologie Heidelberg und dem Weizmann-Institut für Wissenschaft (Israel) haben wir die mutationale und epigenomische Heterogenität von NSCLC untersucht.
In aktuellen Arbeiten zur Untersuchung der Tumorheterogenität und ihres Einflusses auf die Resistenz gegenüber Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI) lag der Fokus auf der Etablierung und Anwendung von 3D-Kokulturmodellen (Sphäroide von ALK-Fusions-positiven Tumorzellen mit krebsassoziierten Fibroblasten (CAFs)). Mithilfe einer Kombination aus scRNA-seq, Epigenomik, MS-basierter Proteomik und Metabolomik konnten wir mehrere neue Ligand-Rezeptor-Interaktionen zwischen CAFs und Tumorzellen identifizieren.
Kooperationen: Thoraxklinik Heidelberg; Pathologisches Institut des Universitätsklinikums Heidelberg
Unterstützung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Förderprogramm Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL).
Team
Die Mitarbeitenden in der Abteilung besitzen Erfahrungen in Molekular- und Zellbiologie, Medizin oder KI-gestützten Datenanalysen. Unser Ziel ist die Erforschung von Therapieresistenz und die Translation von molekularen Markern in die klinische Diagnostik.
15 Mitarbeiter:innen
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Prof. Dr. Holger Sültmann
Leitung
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Dr. Isabell Berneburg
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Priv. Doz. Dr. Petros Christopoulos
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Michela De Meo
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Simay Dolaner
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Sabrina Gerhardt
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Dr. Kate Glennon
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Myesha Jahin
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Dr. Florian Janke
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Priv. Doz. Dr. Sabine Klauck
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Dr. Astrid Laut
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Simon John Ogrodnik
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Luca Sebastian Schulte
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Dr. Rebecca Schunk
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Dr. Andrey Turchinovich
Ausgewählte Publikationen
Janke F, Stritzke F, Dvornikovich K, Franke H, Angeles AK, Riediger AL, Ogrodnik S, Gerhardt S, Regnery S, Schröter P, Bauer L, Weusthof K, Görtz M, Harrabi S, Herfarth K, Neelsen C, Paech D, Schlemmer HP, Abdollahi A, Adeberg S, Debus J, Sültmann H, Held T.
Angeles AK, Janke F, Daum AK, Reck M, Schneider MA, Thomas N, Christopoulos P, Sültmann H.
Janke F, Angeles AK, Riediger AL, Bauer S, Reck M, Stenzinger A, Schneider MA, Muley T, Thomas M, Christopoulos P, Sültmann H.
The ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium.
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