Ein Schwerpunkt liegt in der Aufklärung der genetischen Heterogenität zwischen und innerhalb von Tumor-Zellpopulationen. Das genetische Muster neoplastischer Zellen stellt einen „snapshot“ der klonalen oder subklonalen Zusammensetzung eines Tumors dar, und durch entsprechende longitudinale Analysen verfolgen und modellieren wir hierüber die Tumor-Evolution. Da diese häufig in Abhängigkeit von therapeutischen Maßnahmen zum Auswachsen einzelner Tumor-Zellklone führt, entwickeln wir aus unseren Daten und Modellen Hypothesen zu Mechanismen, die zu einer Therapieresistenz führen können. Diese testen wir in präklinischen Modellen in vitro und in vivo, unter anderem auch unter Verwendung Patienten-abgeleiteter Zellsysteme. Letztendlich dienen diese Ansätze dazu, Therapieresistenz erfolgreich zu begegnen.
Tumor-Heterogenität interessiert uns einerseits auf der Ebene der neoplastischen Zellen mit besonderem Fokus auf Faktoren, die metabolische Prozesse in der Zelle regulieren. Andererseits richten wir unseren Blick auf die Heterogenität von nicht-malignen Zellen in der Tumor-Mikroumgebung, also den Zellen von Stroma und Immunsystem. Darüber hinaus untersuchen wir die potentiell pathogene Rolle von Mikroorganismen (Mikrobiom) in Tumor- oder Tumor-nahem Gewebe.
Für potentielle klinische Anwendungen entwickeln und validieren wir prädiktive Marker und Gen-Signaturen auf der Basis umfangreicher molekularer Profile von Tumorzellen auf der Ebene von Genom, Methylom, Transkriptom sowie weiteren Klassen von molekularen und zellulären Strukturen. Dies führte zur Implementierung eines aktiven Workflows für Personalisierte Onkologie auf der Basis von Genom- und Transkriptomdaten, die innerhalb regelmäßiger Molekularer Tumor Boards zu alternativen oder neuen Therapievorschlägen in der klinischen Praxis beitragen. Im Rahmen des NCT Programms Molekulare Präzisionsonkologie ist dieser Workflow zentral für die Durchführung gemeinsamer klinischer Studien für Brustkrebspatientinnen (https://www.nct-heidelberg.de/fuer-aerzte/tumorentitaeten/gynaekologische-tumorenbrusttumoren/diagnostik-studien.html).
