In Vorarbeiten wurden quantitative PCR-Analysen zur Detektion von Lymphomzellen [t (14;18)] etabliert. Innerhalb der neuen Therapiestudie der Lymphome niedriger Malignität alter Patienten (GLSG/OSHO) werden die notwendigen MRD-Untersuchungen zur Therapiekontrolle in Greifswald durchgeführt. Die Gruppe hat sich damit bundesweit als Referenzzentrum etablieren können. Die Inzidenz t(14;18) positiver follikulärer Lymphome (40% aller Non Hodgkin Lymphome) steigt exponentiell mit dem Alter an (circa 50 Fälle/100.000 bei 70-80-jährigen). Die direkte Kooperation CM/Onkologie ergibt sich, da die Epidemiologie maligner Lymphome ein Forschungsschwerpunkt (Hoffmann) im Rahmen der Betreuung des Deutschen Lymphomnetzwerkes ist. Molekulare epidemiologische Fragen zur Lymphom-Entwicklung (Burkitt-Lymphome bei HIV-Infizierten; NHL bei hoher Dioxinbelastung in Seveso) werden in Kooperation mit dem NIH (C.Rabkin) und dem NCI (S.Janz) bearbeitet. Ebenso werden die Fragen: Tumorzellverschleppung bei interventionellen (radiologischen) Eingriffen (Hosten/Heidecke), Translokationen und die Rolle der EBV-Infektion (Beck, Gürtler) und Induktion durch Strahlentherapie (Hüttner) bearbeitet. Altersabhängige zellbiologische Fehlsteuerungen (genomische Instabilität) werden mit den oben genannten Techniken an Proben und Daten von Patienten und Gesunden im Rahmen des CM-Onkologie-Projektes (Hoffmann/Dölken) und der SHIP-Studie erhoben und mit den altersabhängigen Expressionsdaten der anderen Gruppen korreliert.
Zur Identifizierung deregulierter Gene bei lymphatischen Erkrankungen wurde ein neues Verfahren entwickelt. Proben aus europäischen klinischen Studien (Erasmus Universität Rotterdam, van Dongen; Universität Leicester, Dyer) wurden mit dieser Methode erstmals in Greifswald untersucht. Dabei wurden bislang unbekannte Transkriptionsfaktoren entdeckt (Carreras-Leukämiestiftung 2003; BMBF-NBL3 Nachwuchsförderung). Die Identifizierung weiterer Zielgene ist Teil eines Gruppenantrages (COIS: "Cancer Of the Immune System", beantragtes integrated project im 6. EU Rahmenprogramm) und nicht Gegenstand dieses Antrages. In dem hier beantragten Projekt soll die Klärung der physiologischen und deregulierten Funktion einzelner dieser Gene (Bcl11B) in Kooperation (Walther, Völker, Hinrichs) erfolgen. Auf dem Gebiet der Klärung atypischer Rekombinationen wurde ein europäischer Spitzenplatz erreicht, der weiter ausgebaut werden soll. Im Rahmen des COIS-Projektes werden monoklonale Antikörper und Fish-Sonden zur Verfügung gestellt. Die Proteinexpression und Lokalisation der Zielgene (Bcl11B) wird in Zusammenarbeit mit der Pathologie/KIMA untersucht (Woenckhaus/Poetsch/Lerch). In Kooperation mit der Community Medicine wird untersucht, wie sich die Expression der Zielgene im lymphatischen System im Alter ändert. Durch die Kooperation (CM) stehen Vergleichsproben aus unterschiedlichen Altersstufen zur Verfügung. Im Vergleich mit den Daten der naderen Gruppen erhoffen wir uns Einblicke in die altersabhängige Regulation der Genexpression (zelluläre Seneszens). Nationale Kooperationen bestehen mit dem MPI für Infektionsforschung in Berlin (A. Szcepek), dem Deutschen Rheumaforschungszentrum (Thiel/Radbruch) und dem MDC Berlin (Bargou).
In der Vergangenheit wurde eine umfangreiche Tumorbank aufgebaut, die derzeit 275 Proben von Nierenkarzinomen, 73 Prostatakarzinomen und 13 Hodenkarzinomen (Tumormaterial und gesundes Vergleichsgewebe) umfasst. Die exakte Tumordokumentation einschließlich histologischer Klassifikation (Pathologie) bieten die Basis dieses Forschungsvorhabens. In Vorarbeiten sind Proteome von gesunden Geweben, Nierenzellkarzinomen und seminomatösen Keimzelltumoren vergleichend analysiert worden; in der Antragsperioden werden Prostata- und Hodentumore vergleichend zu gesundem Gewebe altersabhängig charakterisiert werden. Umfangreiche 2-D-Gel-, Gewebe- und klinische Daten liegen zur Bearbeitung vor. Der Aufbau einer Proteom-Datenbank wird Schwerpunkt der Förderperiode sein. Die Datenbank basiert auf urologischen Tumoren und wird zukünftig um ausgesuchte Entitäten des Departments "Onkologie" erweitert. Sie wird alle relevanten Daten der Gruppen des Departments aufnehmen und als Serviceplattform zugänglich sein. Jedes der fehlgesteuerten Proteine wird geprüft, ob es als Zielstruktur für die Entwicklung neuer, diagnostischer oder therapeutischer Strategien geeignet ist.
Die AG in der Klinik für Innere Medizin A beschäftigt sich mit der Tumorbiologie gastrointestinaler Malignome. In einer klinischen, durch Industrieförderung finanzierten Phase II Studie wird zurzeit die Wirksamkeit von PEG-Asparginase beim nicht operablen Pankreaskarzinom untersucht. Bei dieser, so wie bei weiteren geplanten onkologischen Studien wird die oben genannte Vernetzung der ambulanten Betreuung von Studienpatienten durch niedergelassene Kollegen mit der klinischen Studienleitung von essentieller Bedeutung für die Qualität der wissenschaftlichen Aussagen sein. Darüber hinaus bestehen Projekte zur molekularen Zellbiologie von Pankreastumoren. Darin werden zum einen die molekularen Grundlagen von intraduktalen Neoplasien (PanIns) als Vorläuferläsionen des Pankreaskarzinoms untersucht (Förderung durch die Deutsche Krebshilfe im Programm des "German Pancreatic Cancer Nets"), das nach der Überführung nach Greifswald in Kooperation mit der Klinik für Chirurgie und dem Institut für Pathologie fortgesetzt werden soll. Hierbei wird in enger Vernetzung der drei Institutionen in Greifswald nach Kandidatengenen gesucht, die für den Übergang von präneoplastischen Läsionen im Pankreasgang in ein manifestes Pankreaskarziom verantwortlich sind. Die von der Arbeitsgruppe in Münster etablierte Identifizierung von Risikopatientengruppen für die Entwicklung eines Pankreaskarzinoms (80 Betroffene mit Keimbahnmutationen) lässt sich in Kooperation mit dem Schwerpunkt Community Medicine in Greifswald an einem sehr viel besser definierten und umfangreicheren Krankengut fortsetzen und erweitern. Zum anderen untersucht die AG die Rolle und Regulation von Zell-Zell Kontakten und der Extrazellulären Matrix bei der Invasion und Metastasierung des Pankreaskarzinoms. Dieses Projekt wird von der Mildred Scheel Stiftung für Krebsforschung im Schwerpunkt "Zelladhäsion, Migration und Invasion - Molekulare Grundlagen und klinische Bedeutung der Zellkontaktregulation bei Tumorprogression und Metastasierung" gefördert (10-2031-Le1). Im Rahmen des Departments Onkologie der EMAU Greifswald soll in diesem Zusammenhang untersucht werden, ob und wie Proteinasen des Pankreas das Tumorwachstum und die Metastasierung des Pankreaskarzinoms beeinflussen über 1) eine direkte Stimulation von Protease-Aktivierten Rezeptoren [PAR I und II], 2) über PAR-induzierte GPTasen, die zur Dissoziation von Zell-Zell-Kontakten führen können oder, 3) über eine direkte Inaktivierung des Cadherin/Catenin Komplexes. Das Expressionsprofil der Proteinasen, Veränderungen der Regulation von Zell-Zell-Kontakten und der extrazellulären Matrix sollen altersabhängig in Pankrasgewebe bestimmt werden (CM). Ziel der Untersuchung ist die Identifizierung und Charakterisierung neuer zellbiologischer Mechanismen, die eine therapeutische Beeinflussung der malignen Invasion und Metastasierung ermöglichen sollen. Dazu wird eine Kooperation mit der AG Walther etabliert, die einen Zellmigrationsassay aufgebaut hat. Damit ist es möglich, den Einfluß geziehlt fehlregulierter Proteine auf das Migrationsverhalten der Zellen zu analysieren.
Tumoren erhalten erst durch ihre lokale Ausbreitung und den damit assoziierten genetischen und epigenetischen Veränderungen die Fähigkeit zu metastasieren. Erste zytogenetische und molekulargenetische Untersuchungen an malignen Melanomen zeigten hier genau definierte Veränderungen in chromosomalen Regionen, die mit einer Zunahme des Metastasierungsrisikos verbunden sind. Eine Identifizierung möglicher Tumorsuppressor-Gene wird vorgenommen und ist Inhalt dieses Antrags (Woenckhaus/KIMC). Bei der Tumorprogression sind jedoch auch epigenetische Mechanismen wichtig (differentielle Caspasen-Expression; Lerch/Walther). Ein systematischer Vergleich der Proteinexpression zwischen Tumor und Metastase soll erfolgen (Walther/Voelker), um Strukturproteine und Matrixproteine zu isolieren, die offenbar differentiell während der Tumorprogression exprimiert werden und diese mitbedingen. Gleichzeitig sollen diese Techniken an altersabhängig gewonnenen Proben bestimmt werden, um eine differentielle Regulation der Genexpression während der Seneszens zu identifizieren. Die Zell-Zellkommunikation vermittelt durch Adhäsionsmoleküle soll mit ihrem Einfluss auf Zellproliferation (Zell-Zykluskinase Regulation), Zellmigration und Metastasierungsverhalten in Zusammenarbeit mit der AG Lerch/Völker unter gemeinsamer Nutzung der etablierten Assays erfolgen. Neben Untersuchungen am Archivmaterial des Instituts folgen in vitro Versuche an Zellkulturen (Anatomie/Greifswald). Die Verknüpfung all dieser Teilaspekte nicht nur in Melanomen sondern auch in den oben genannten Tumoren wird zu einem umfassenderen Verständnis genetischer und molekularer Mechanismen der Tumorprogression und Metastasierung führen.
Durch die bereits etablierte fakultätsübergreifende Vortragsreihe "Onkologie" wurden synergistische Effekte durch Einbeziehung von Arbeitsgruppen aus dem Bereich der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät erreicht. So stehen u.a. neue Methoden zur Verfügung, wie z. B. Verfahren zur Quantifizierung der Caspaseaktivität als Apoptose-Marker (Bednarski/Lerch), Tripelhelix-bildende Oligonucleotide (Weisz) sowie Tet-On- und siRNA-Strategie zur Beeinflussung der Transkriptionsaktivität (Walther) und magnetische Nanoteilchen (Weitschies) zur Zellseparation.
A basic tool in microcirculation research is laser Doppler fluxmetry (LDF). The chaotic behaviour of the measured LDF-time series acquires mathematical tools like for instance Wavelets. The notion of contrast is known as useful tool to measure differences between two LDF-time [2]. The one time series arises from the blood flow in healthy skin and the other from a pigmented symmetric contra lateral skin lesion. Our approach is based on taking the contrast from all shorter non-overlapping time intervals of approximate length 5 or 10 seconds. This gives a sample or more precisely, a time series of contrast values. Our goal is an expert system to decide between malign and benigne lesions by estimating the probability for a maligne lesion. As a data base we again use the same data set as [1]. The statistical tool is logistic regression. We can show that 93% of data are correctly classified. If we check the expert system against the independent data base of the Greifswald dermatology department we get 78% correctly classified cases. Further work must be done to find a well distributed data base for an expert release system.
Der Laser Doppler Flux wird als Maß für die Mikrozirkulation von Hauttumoren in Form langer Zeitreihen aufgezeichnet. Die Fluxmotion ist die zeitliche Veränderung des Flux, die wesentlich durch den Herzschlag und die Atmung moduliert wird. Die Analyse von simultan aufgezeichnetem Flux, EKG und Atmung ermöglicht die quantitative Berechnung des jeweiligen Einflusses. Das Projekt zielt darauf, typische Veränderungen der Fluxmotion in Hauttumoren unterschiedlicher Ätiologie zu beschreiben.
Die Therapiesituation kindlicher Primitiv-Neuroektodermaler-Tumoren (PNET) ist nach
wie vor unbefriedigend, was durch Therapieresistenz begründet ist. Die Kenntnis wesentlicher
zellulärer Resistenzfaktoren stellt eine wichtige experimentelle Grundlage für neue
Behandlungs-Strategien dar. Ziel dieses Projektes ist es, Resistenzfaktoren gegen Zytokine
und ionisierende Strahlen in PNET zu identifizieren und zu validieren.
Der für dieses Projekt gewählte neue Ansatz zur Identifizierung von Kandidaten-Resistenzfaktoren
basiert auf der Beobachtung, dass PNET-Zellen durch Vorbehandlung mit Histondeacetylase-Inhibitoren
(HDI) ein gegen Zytokine und ionisierende Strahlen sensibilisierten Phänotyp aufweisen. Dies
wird nicht durch Toxizität getriggert sondern geht mit funktionell relevanten Änderungen des
Genexpressionsmusters einher, die wahrscheinlich die Aktivierung proapoptotischer und Suppression
antiapoptotischer Faktoren einschließen. Solche unterschiedlich exprimierten Proteine bzw.
Phosphoproteine sollen im beantragten Projekt mit Hilfe der 2-D-Gelelektrophorese sowie
anschließender massenspektrometrischer Analyse (MALDI-TOF) identifiziert und anschließend
in funktionellen Zelltod-Assays durch Zytokin- oder Bestrahlungs-Behandlung in Kombination
mit der Suppression der Kandidaten-Resistenzfaktoren validiert werden. Hierzu wurden mit
den DAOY- und PFSK-PNET-Zelllinien bereits Modellsysteme etabliert, die durch HDI-Behandlung
für Zytokin- und Bestrahlungs-Behandlungen sensibilisiert werden können und die darüber hinaus
für eine Targetvalidierung mit Zweitgeneration "antisense"-Oligonukleotiden sehr gut geeignet
sind. Zur Ausschluß funktionell nicht bedeutsamer Proteine kann u.a. das differentielle
Protein/Phosphoproteinmuster der PNET-Zellinie UW228 verwendet werden, die nach HDI-Behandlung
keinen sensibilisierten Phänotyp aufweist.
Gefördert durch die Deutsche Krebshilfe
Wesentliches Ziel des Projektes ist es, in Karzinomen zelluläre Resistenz-Faktoren gegen Zytostatika, Zytokine und ionisierende Strahlen zu identifizieren und zu validieren. Mit den Ergebnissen dieser Arbeiten sollen experimentelle Grundlagen für adjuvante Therapien erarbeitet werden. Der für dieses Projekt gewählte Ansatz zur Identifizierung von Kandidaten- Resistenzfaktoren basiert auf Beobachtungen, dass Karzinomzellen, die mit Histondeacetylase- Inhibitoren (HDACI) vorbehandelt werden, gegen Zytokine, Zytostatika und möglicherweise ionisierende Strahlen sensibilisiert werden können. Es ist zu erwarten, dass in HDACI-behandelten und damit Trail-sensibilisierten Zellen pro-apoptotische Proteine aktiviert und anti-apoptotische Faktoren supprimiert werden. Solche unterschiedlich exprimierten Faktoren/Proteine werden mit Hilfe der 2D-Gelelektrophorese sowie anschließender massenspektrometrischer Analyse (MALDI-TOF, MALDI-TOF-TOF, ESI-MS-MS) identifiziert und anschließend in funktionellen Zelltod-Assays durch Zytostatika-, Zytokin- oder Bestrahlungsbehandlung in Kombination mit der Suppression von Kandidaten-Resistenzfaktoren validiert. Hierzu wurden mit der PC3-Prostata- und der A549-Lungen- Karzinomzelllinie Modellsysteme etabliert, die durch HDACI-Behandlung stark sensibilisiert werden und die für eine Targetvalidierung mit "antisense"-Oligonukleotiden der zweiten Generation gut geeignet sind. Die Targetsuche und soweit wie möglich auch Targetvalidierung soll zudem auch an kurzzeitig kultivierten Ovarial-Karzinomzellen aus Aszitespräparationen durchgeführt werden. Zudem sollen im beantragten Projekt Arbeiten zur
Gefördert durch die Wilhelm Sander-Stiftung
MT werden als Resistenzfaktoren von Krebszellen diskutiert, wobei die hohe Variabilität der
Expression ungeklärt ist. P-gp wurde als erster MT und sehr dominanter Resistenzfaktor in
Zytostatika-selektionierten Krebszelllinien entdeckt. Das Expressionsniveau von MT in phänotypisch
resistenten malignen Patientenzellen wurde zwar oft auch als "überexprimiert" beschrieben, liegt
generell jedoch viel niedriger als in selektionierten Zelllinien, bei denen durch MT-Modulation
eine bis zu 1000-fache Wirkverstärkung erreicht wird. Eigene funktionelle Untersuchungen an malignen
Patientenzellen zeigen, dass einzelne MT den Resistenzphänotyp nicht erklären können. Die nur
geringe MT-Überexpression in Patientenzellen, die oft gleichzeitig mehrere MT umfaßt, gibt Hinweise
dafür, dass der Resistenzphänotyp maligner Patientenzellen vermutlich durch das Zusammenwirken
mehrerer Faktoren gleichzeitig generiert wird. Darüber hinaus können Zytostatika mehrere MT gleichzeitig
induzieren, vermutlich unter der Kontrolle zentraler Signalmoleküle wie PKC, Ras, P53 u.a.. Zur
Validierung von Resistenzfaktoren in Krebszellen sollen Targetmoleküle aus den Gruppen MT und Kinasen
mit gap-ODNs spezifisch supprimiert und die Änderung des Resistenzphänotyps verfolgt werden. Darüber
hinaus soll die Zytostatika-vermittelte Induktion von MT und Kinasen durch "transcriptional profiling"
mit MT-DNA-Microarrays und differentielle Phosphoproteomanalyse untersucht und weitere Zielmoleküle
erfasst werden.
Gefördert durch das BMBF (NBL-3)