Aktuelle Ansätze der genombasierten, personalisierten Medizin haben das Potential zur Verbesserung des klinischen Verlaufs von Krebserkrankungen gezeigt, vor allem bei austherapierten Patienten ohne Aussicht auf Behandlung nach dem bisher verfolgten „one-fits-all“ Prinzip. Der klinische Nutzen betrifft zurzeit jedoch lediglich eine Minderheit der Patienten. Zur Verbesserung dieser Situation wird es notwendig sein, die Tumorerkrankung des individuellen Patienten auf breiter Basis zu analysieren, d.h. unter Berücksichtigung des Tumormikromilieus sowie der spezifischen Veränderungen des Transkriptoms, Proteoms, Metaboloms und Mikrobioms. Hierdurch kann eine gegenüber rein Genom-basierten Ansätzen effizientere Stratifizierung individueller Patienten erreicht werden, z.B. durch über Tumormutationen hinausgehende Identifizierung möglicher Mono- und Kombinationstherapien auf Basis bereits klinisch zugelassener Wirkstoffe (off-label Verwendung) und Identifizierung von Angriffspunkten für neuartige Therapien (u.a. Immuntherapien). Die parallele Testung identifizierter Wirkstoffe und deren Kombinationen in patientenabgeleiteten, ex vivo Modellsystemen erlaubt eine Quantifizierung der klinischen Effizienz sowie die Überprüfung von Toxizitäten im klinisch relevanten Zeitrahmen.
In Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern aus der Industrie sowie der akademischen und klinischen Forschung entwickelt die Arbeitsgruppe Tumorbiologie neuartige, patientenabgeleitete zelluläre Modellsysteme zur präklinischen Effizienztestung und Validierung pharmakologischer Wirkstoffe sowie zur Analyse von Biomarkern für Diagnostik und Überwachung des Therapieerfolgs.
Techniken, Methoden, Ausstattung
Testsysteme Krebserkrankungen
- Ex vivo Mikrotumormodelle (etabliert für unterschiedliche Tumorarten)
- Primäre Immunzellen (T-Lymphozyten, TILs, PBMCs)
- Mikrotumor-Immunzell Co-Kulturen
- Variable Kulturformate (z.B. 96-Well)
Molekulargenetische Verfahren
- Knockdown von Genexpression mittels RNA-Interferenz (shRNA, siRNA)
- Expression rekombinanter Proteine
- Fluoreszmarkierte Proteine (z.B. für Lebendzellanalysen)
Methoden für effizienten Gentransfer
- Virale Systeme (Lentivirus, Adenovirus, Retrovirus)
- Nicht-virale Systeme (Lipid-vermittelte Transfektion, Elektroporation)
Zelluläre Analysemethoden
- Immunhistochemie für Tumorgewebe und ex vivo Mikrotumore (H&E, DAB-basierte Zielprotein-/Markerfärbung)
- Weitfeld- und konfokale Mikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie
- Live Cell Imaging und Bildanalyse
- Funktionelle Assays: u.a. Zytotoxizität, Proliferation, Immune Cell Killing, Apoptose
- FACS-Analyse: u.a. Phänotypisierung von Immunzellen
- FACS-Sorting: z.B. fluoreszenzmarkierte Zellen
- Genexpressionsanalyse per qRT-PCR (96-well und Array-basiert)
Netzwerke
Universitäten & Forschungsinstitute:
Tübingen, Heidelberg, Stuttgart, Freiburg, Furtwangen, Albstadt-Sigmaringen, Villingen-Schwenningen, Marburg, Berlin, Kopenhagen, Uppsala
Firmen:
Tübingen, Berlin, Darmstadt, Martinsried, Maastricht, Utrecht, Leiden, Basel, Innsbruck