Molekulare Diagnostik und Biomarker

Ziele

Tumorzellen verändern sich mit enormer Geschwindigkeit. Diese Eigenschaft befördert einerseits ihr zügelloses Wachstum und die Entstehung von Therapieresistenzen, andererseits führt es dazu, dass kein Krebs dem anderen gleicht, wodurch verlässliche Prognosen für individuelle Patienten oft schwierig sind.

Ziel des Forschungsbereichs 1 Molekulare Diagnostik und Biomarker ist es, individuelle Parameter zu finden, die die Diagnose von Tumoren verbessern können oder auch das Ansprechen auf eine Therapie besser vorhersagen. So lässt sich zum Beispiel mittels Massenspektrometrie die Zusammensetzung aller Proteine einer Zelle qualitativ und quantitativ analysieren. Das gemessene Profil („Proteom“) enthält einzigartige Informationen – ähnlich einem Fingerabdruck – und durch den Vergleich zwischen Tumorzellen mit gesunden Zellen desselben Patienten lassen sich neue prognostisch und diagnostisch relevante Kriterien identifizieren.

Am FCI werden solche neuen Parameter einer umfassenden Charakterisierung unterworfen, sie werden funktionell, präklinisch und klinisch evaluiert und validiert. Insbesondere stellt sich die Frage, ob die veränderten Proteinsignaturen als Teil der individuellen Profilierung von Krebspatienten routinemäßig gemessen werden können. Hierfür ist jedoch zunächst ein besseres Verständnis darüber notwendig, wie veränderte Proteinprofile zu interpretieren sind, welche prognostische und prädiktive Relevanz sie haben, und wie informativ sie für die Diagnostik von Krankheitsmechanismen sind.

Gleichzeitig können durch diese Technologie, die in den vergangenen Jahren bedeutende Fortschritte gemacht hat ist, bislang nicht bekannte onkogene Mechanismen in Modellen aufgedeckt werden. So wird die Grundlage zur Entwicklung molekular angreifender, zielgerichteter Therapien gelegt.

Ressourcen

Unter dem Dach des FCI werden die bereits bestehenden Plattformen zur onkologischen Proteomik am Standort Frankfurt zusammengeführt. Die verfügbaren Geräte ermöglichen die quantitative massenspektrometrische Analyse von Proteinexpressionsmustern, Interaktionsnetzwerken, post-translationalen Modifikationen (Phosphorylierung, Acetylierung, Ubiquitinierung), Protein-Protein- und Protein-RNA-Komplexen in präklinischen Modellen, primären Tumorzellen aus Patienten und in Formalin-fixierten Tumorgeweben.

Kontinuierlich wird an der Optimierung massenspektrometrischer Methoden gearbeitet, wie beispielsweise der tandem-mass-tag (TMT)-Markierungsmethode, die das Multiplexing klinischer Proben und damit eine hoch akkurate quantitative Vergleichbarkeit bei geringem Anspruch an die Probengröße erlaubt. Diese Proteomplattform wird eng mit allen Querschnittsprogrammen und vielen Discovery-Projekten zusammenarbeiten.

Die Interaktion mit der Proteomikeinheit am Max-Planck-Institut in Bad Nauheim erlaubt darüber hinaus die Erweiterung von Kapazitäten sowie einen engen Austausch bezüglich technischer Weiterentwicklungen. Durch die Einbettung in das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) ist außerdem der Zugriff auf eine hochmoderne Plattform zur Hochdurchsatz-Sequenzierung für die Tumorgenom- und transkriptomanalyse gewährleistet.

Die für die geplanten Untersuchungen in Forschungsbereich 1 Molekulare Diagnostik und Biomarker benötigten Biomaterialien und klinischen Daten erhält das FCI durch die nahtlose Verknüpfung mit dem Universitären Zentrum für Tumorerkrankungen (UCT) in Frankfurt (siehe Forschungsbereich 5 Klinische Studien).

Menschen

Forschungsbereich 1 Molekulare Diagnostik und Biomarker wird geleitet durch die DKTK-Professur für Molekulare Diagnostik (ausgeschrieben). Verstärkt wird diese durch eine ebenfalls neu einzurichtende Nachwuchsgruppe für klinische Proteomik.

Um eine adäquate bioinformatische Analyse der zu erwartenden großen, multidimensionalen Datenmengen zu gewährleisten, wird derzeit außerdem eine DKTK-Professur für medizinische Bioinformatikbesetzt, die am FCI angesiedelt wird. Zudem wird Prof. Dr. Peter Wild, der in diesem Jahr neu berufene Direktor des Instituts für Pathologiedes Universitätsklinikums Frankfurt eng in dieses Programm einbezogen.

Für die FCI-Projektarbeit stehen eine Staff Scientist-Position und eine technische Assistenz zur Verfügung.

Folgende Wissenschaftler sind an Forschungsbereich 1 beteiligt:

Thomas Oellerich

DKTK-Prof. Transl. Proteomik

Klinische Proteomik

NWG
zu rekrutieren

  • N.N. Bioinformatik (W2)
  • N.N. Klinische Proteomik (NWG)
  • Christian Brandts
  • Christian Münch
  • Thomas Oellerich
  • Karlheinz Plate
  • Michael Rieger
  • Sebastian Wagner
  • Peter Wild
  • Staff Scientist