Tumorprogression und Metastasierung
- Zell- und Tumorbiologie
- Nachwuchsgruppe
Dr. Rene-Filip Jackstadt
Nachwuchsgruppenleiter
Darmkrebs ist die zweithäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle, wobei die Metastasierung die Sterblichkeit bedingt. Mithilfe von modernsten präklinischen Modellen und umfassenden Biobanken von Darmkrebs-Patienten entschlüsseln wir zelluläre und molekulare Programme, die zu Metastasierung und Therapieresistenz führen. Wir übertragen unsere Ergebnisse schnell in klinische Studien, wobei wir den Schwerpunkt auf translationale Forschung legen, um Behandlungen zu verfeinern und zu verbessern.
Bild: Mikroskopaufnahme eines Gewebeschnitts aus dem Darm, © Rene-Filip Jackstadt/DKFZ
Bild: Mikroskopaufnahme eines Gewebeschnitts aus dem Darm, © Rene-Filip Jackstadt/DKFZ
Unsere Forschung
Jeder Schritt der Metastasierung erhöht die Heterogenität des Tumors und fördert die Tumorstammzelleigenschaften. Diese Tumorstammzellen haben spezielle molekulare, genetische und phänotypische Eigenschaften, welche das Risiko der Therapieresistenz erhöhen. Hierbei kann das Tumor-Mikromilieu jedoch die phänotypische Plastizität der Tumorstammzellen kontrollieren.
Wir verwenden Multi-Omics Technologien wie Einzelzellsequenzierung (Transkriptom, Epigenom, Methylom), funktionelle genomische Analysen und Zellverfolgungsansätze, um die Tumorstammzellplastizität in komplexen in vivo Modellen zu untersuchen. Diese Mausmodelle verfügen über genetische Veränderungen und zeigen einen Progressionsverlauf, wie er bei Darmkrebspatienten beobachtet wird. Des Weiteren erlauben uns diese Modelle, die Tumorprogression im nativen Tumor-Mikromilieu zu untersuchen, wodurch wir die Rolle von Zell-extrinsischen Faktoren auf die Tumorstammzelleigenschaften im Zuge der Metastasierung analysieren können. Unsere ausgeprägte Expertise in der Nutzung von genetischen Mausmodellen ermöglicht uns, jeden Schritt der Tumorprogression sowie die Therapie-bedingten Veränderungen zu untersuchen. Zusätzlich verwenden wir Frischgewebe und generieren Organoide von Patienten, um die tödlichsten Stadien dieser Krankheit zu verstehen.
Um die Mechanismen der Darmkrebsprogression zu verstehen, konzentriert sich unsere künftige Forschungsarbeit auf die folgenden drei Themen:
- Die funktionelle Charakterisierung von Tumorstammzellen in der Tumorevolution
- Die molekulare und zelluläre Basis der Tumorstammzellnische
- Analysen von Tumorstammzellen und deren Interaktion mit dem Tumor-Mikromilieu als potenzieller Mechanismus für Therapieresistenzen
Durch unsere Arbeiten können wir die Mechanismen, die zur Darmkrebsprogression führen, besser verstehen, was uns dabei hilft, therapeutische Ansätze für späte Stadien der Krebserkrankung zu finden.
Projekte
TROPHIT1 is an open label, randomized, multicenter phase II/III trial to investigate the efficacy of Sacituzumab Govitecan a TROP2 targeting anti-body drug conjugate in metastatic colorectal cancer.
TROPHIT1 was initiated based on our research findings in collaboration with the National Center for Tumor Diseases (NCT) Heidelberg. We conduct a translational research program, including single cell sequencing, liquid biopsy analysis and spatial transcriptomics to unravel determinants of cellular plasticity and therapy response.
https://www.esmogastro.org/article/S2949-8198(24)00079-7/pdf
Die DKTK Organoid-Plattform ist eine Initiative des DKTK-Konsortiums, um patientenabgeleitete Organoide (PDO) für die translationale Krebsforschung zu nutzen. Die Hauptziele sind die Entwicklung personalisierter Tumormodelle, die Verknüpfung des klinischen Verlaufs und der Therapieantwort von Patienten mit Organoid-Phänotypen, einschließlich der Medikamentensensitivität, sowie die Förderung technologischer Innovationen.
Im Rahmen von MetPredict werden PDOs aus mehreren Lebermetastasen des Kolorektalkarzinoms erzeugt, um die intermetastatische Heterogenität zu untersuchen und ein Modell für das metastatische Rezidiv nach einer Leberoperation zu entwickeln. Eine systematische molekulare und funktionelle Charakterisierung wird durchgeführt, um die zugrunde liegende Biologie des klinischen Verlaufs der Patienten zu verstehen.
https://dktk.dkfz.de/forschung/joint-funding-programm/strategische-initiativen/details/48/7825
Das SATURN3-Programm verfolgt das Ziel, die intratumorale Heterogenität (ITH) von schwer behandelbaren soliden Tumoren als einen wesentlichen Faktor für die Therapieresistenz besser zu verstehen. Das Konsortium schließt eine entscheidende Lücke in den aktuellen Therapieansätzen, indem es multidimensionale ITH-Faktoren integriert.
Im Rahmen von SATURN3 konzentrieren wir uns auf die Analyse räumlich kartierter und über längere Zeiträume gesammelter Proben aus Kolorektalkrebs unter Verwendung von Einzelzell-, räumlicher und Bulk-Multi-Omics-Profiling. Dieser Ansatz, zusammen mit Organoidmodellen (PDO) an mehreren Standorten, zielt darauf ab, dynamische genetische und nicht-genetische Tumorstadien zu identifizieren, Resistenzen und Metastasen, die durch ITH bedingt sind, zu untersuchen und neue therapeutische Ziele zu finden.
Im Rahmen des Projekts PROTECT (Progression and Transformation ofEarly Colorectal Cancer and Therapy - Progression und Transformation von früh auftretendem Kolorektalkrebs und Therapie) erforschen wir die Faktoren, die die Entwicklung von normalen und präkanzerösen Stadien in Kolorektalkrebs begünstigen.
Die Bestimmung des Tumoralters und der Zellen des Ursprungs bei Patienten mit früh auftretendem Kolorektalkarzinom (EO-CRC) soll neue Mechanismen der Progression und Behandlung von EO-CRC aufdecken. Komplexe longitudinale Patientenproben werden in Zusammenarbeit mit der Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Infektionskrankheiten am Universitätsklinikum Heidelberg gesammelt.
EXTRA (EX vivo Therapy Response Assessment - Ex vivo Analyse des Ansprechen auf Therapie) ist ein gemeinsames und kooperatives Projekt des Universitätsklinikums Heidelberg, des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen (NCT) und des DKFZ in Zusammenarbeit mit XILIS Inc.
Das Ziel des Projekts ist es, das Potenzial von MicroOrganoSpheres™ (MOS) zur Vorhersage der Therapieantwort bei gastrointestinalen Krebserkrankungen zu untersuchen. EXTRA ist eine prospektive Probenentnahmestudie an einem einzigen Zentrum.
Team
16 Mitarbeiter:innen
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Dr. Rene-Filip Jackstadt
Nachwuchsgruppenleiter
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Carolin Artmann
Technische Assistentin
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Ioannis Chiotakakos
Doktorand
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Gabriele Diamante
Doktorand
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Sara Ferreira Dominguez
Masterstudent
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Raja Flüchter
Wissenschaftliche Hilfskraft
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Nikolaos Georgakopoulos
Doktorand
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Aitana Guiseris Martinez
Doktorandin
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Manuel Mastel
Doktorand
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Jasmin Meier
Laborleitung
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Luisa Nader
Klinische Wissenschaftlerin
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Gabriele Schmidt
Wissenschaftliche Hilfskraft
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Luzi Schuchmann
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Thorben Söhngen
Doktorand
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Nuria Vaquero Siguero
Doktorandin
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Lea Völkel
Auszubildende zur Biologielaborantin
Ausgewählte Publikationen
B.C. Köhler, G.M. Haag, L. Le Cornet, P. Hoffmeister-Wittmann, M. Schmidt, A. Manjunath, N. Vaquero-Siguero, M. Jenzer, M. Gimmel, A. Stahler, A. Stein, M. Reichert, S. Kasper, M. Bitzer, D. Jäger, C. Springfeld, T.F. Weber, S. Fröhling, K. Steindorf, A. Trumpp, R.F. Schlenk, R. Jackstadt
Betge J, Jackstadt R
Weisshaar N, Wu J, Ming Y, Madi A, Hotz-Wagenblatt A, Ma S, Mieg A, Hering M, Zettl F, Mohr K, Schlimbach T, Ten Bosch N, Hertel F, Müller L, Byren H, Wang M, Borgers H, Munz M, Schmitt L, van der Hoeven F, Kloz U, Carretero R, Schleußner N, Jackstadt RF, Hofmann I, Cui G
Hutton C, Heider F, Blanco-Gomez A, Banyard A, Kononov A, Zhang X, Karim S, Paulus-Hock V, Watt D, Steele N, Kemp S, Hogg EKJ, Kelly J, Jackstadt RF, Lopes F, Menotti M, Chisholm L, Lamarca A, Valle J, Sansom OJ, Springer C, Malliri A, Marais R, Pasca di Magliano M, Zelenay S, Morton JP, Jørgensen C
Jackstadt R, van Hooff SR, Leach JD, Cortes-Lavaud X, Lohuis JO, Ridgway RA, Wouters VM, Roper J, Kendall TJ, Roxburgh CS, Horgan PG, Nixon C, Nourse C, Gunzer M, Clark W, Hedley A, Yilmaz OH, Rashid M, Bailey P, Biankin AV, Campbell AD, Adams DJ, Barry ST, Steele CW, Medema JP, Sansom OJ