Molekulare Zytologie und Funktionelle Genomik
Ansprechpartner:
E-Mail: Prof. Dr. Roland Schmitz
Tel.: 0641/985-41121
Molekulare Zytologie und Funktionelle Genomik
Die Abteilung Molekulare Zytologie und Funktionelle Genomik verwendet einen multidisziplinären Ansatz aus genetischen, zellbiologischen und biochemischen Untersuchungen zur Identifikation und funktionellen Charakterisierung von transformierenden Ereignissen, die an der Pathogenese von B-Zell-Lymphomen beteiligt sind.
Die Ergebnisse dieser Studien führen zur Verbesserung der Diagnose dieser Erkrankungen und werden dazu genutzt prognostische Marker für die Therapie zu entwickeln. Außerdem werden neue therapeutische Strategien entworfen, die in präklinischen Studien validiert werden.
Die Entschlüsselung der Genome mehrerer tausend maligner Tumore durch Hochdurchsatz-Sequenzierungen der letzten Jahre haben unser Verständnis der Pathogenese dieser Erkrankungen nachhaltig verbessert. Zahlreiche Erkenntnisse dieser Untersuchungen bilden die Grundlage für translationale Ansätze der modernen Onkologie zur Entwicklung neuer Therapien und prognostischer Biomarker. Eine besondere Herausforderung hierbei ist die Identifikation und das mechanistische Verständnis der beteiligten genetischen Läsionen.
B-Zell-Lymphom Mutations-Panel
In verschiedenen B-Zell-Lymphom-Entitäten ermöglichen Hochdurchsatz-Sequenzierungen die Identifikation von genetischen Subgruppen mit signifikant unterschiedlichen klinischen Verläufen. Diese molekulare Klassifizierung wird mittels DNA Sequenzierung von ca 150 Genabschnitten bei Lymphom-Fällen der klinischen Routine angewendet und kann so zur Risikostratifizierung der Patienten beitragen. Die molekulare Charakterisierung dieser Tumore, die in der Regel aus Gewebeproben gewonnen wird, kann außerdem Vorhersagen und Auswahl von möglichen gezielten Therapien unterstützen.
Liquid Biopsy Verfahren
Nach Ermittlung der genetischen Läsionen eines B-Zell-Lymphoms zum Zeitpunkt der Diagnose werden in der Folge begleitend zur Therapie und in der Therapienachsorge Hochdurchsatz-Sequenzierungen mit Hilfe von Blutproben dieser Patienten durchgeführt. Durch das sogenannte Liquid Biopsy Verfahren lässt sich in der Regel Tumor DNA zu Beginn der Therapie im Blut der Patienten nachwiesen. Studien mit diesen Verfahren bei NHL Patienten zeigen, dass eine Korrelation zwischen dem Ansprechen auf die Therapie und der Nachweisbarkeit der Tumor DNA im Blut besteht. Dementsprechend kann durch den Nachweis der Tumor DNA im Blut der Therapieverlauf genau verfolgt werden. Nach Abschluss der Therapie lassen sich durch den ultrasensitiven Nachweis von zirkulierender Tumor DNA Vorhersagen zu möglichen Rezidiven oder Transformationen des B-Zell-Lymphoms frühzeitig treffen.
Funktionelle Genomik
Zur funktionellen Interpretation genetischer Veränderungen von B-Zell-Lymphomen werden Kandidaten-Onkogene und Tumorsuppressor-Gene identifiziert und deren transformatives Potential mit Hilfe systematischer funktioneller Untersuchungen und fokussierter mechanistischer Analysen untersucht. Eine dieser Untersuchungen ist der gain-of-function open-reading-frame (ORF)-screen, bei dem Wild-Typ oder mutierte Genvarianten in Zellen ausgeprägt werden. Die pathophysiologische Funktion dieser Varianten wird durch Messung von Veränderungen der Aktivität von Signaltransduktionswegen oder gesteigerter Fitness der Zellen untersucht.
Genomweite loss-of-function-screenings mittels der CRISPR/Cas9 Technologie ermöglichen die umfassende Kategorisierung von Genen, die für die Proliferation und das Überleben von Krebszellen essentiell sind. Interessanterweise lassen sich aufgrund der vollständigen Inaktivierung der untersuchten Gene durch diese Technik auch Tumorsuppressorgene ermitteln. Der Vergleich der durch die CRISPR/Cas9 screenings ermittelten essentiellen Gene und der Mutationsdaten erlaubt die Auswahl von Kandidatengenen, die weiteren gezielten funktionellen Analysen zugeführt werden.
Das Fundament dieser Methoden der funktionellen Genomik bilden gezielte mechanistische Studien der untersuchten Tumormodelle. Das Methodenspektrum dieser Analysen umfasst unter anderem Untersuchungen mittels genomweiter Expressionsprofile (RNAseq), Chromatin-Immunpräzipitation-Sequenzierungen (ChIP-seq), zellbasierter Signalweg-Reportersystemen, sowie biochemische Untersuchungen für in-situ Protein-Wechselwirkungen.
Weitere Information unter http://www.schmitzlab.org