Proteomik & Funktionelle Genomik

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 Patient*innen oft schwierig sind.

Ziel der Technologieplattform 1 Proteomik & Funktionelle Genomik 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 Krebspatient*innen 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 sowie immunologischer Therapien gelegt.

Ressourcen

Unter dem Dach des FCI werden die bereits bestehenden Plattformen zur onkologischen Proteomik am Standort Frankfurt zusammengeführt. Diese sind wesentlicher Bestandteil des Deutschen Konsortiums für Translationale Krebsforschung (DKTK), das als Exzellenznetzwerk onkologische Spitzenzentren in Deutschland verbindet. Die verfügbaren Geräte ermöglichen die quantitative massenspektrometrische Analyse von Proteinexpressionsmustern, Interaktionsnetzwerken, post-translationalen Modifikationen (u. a. Phosphorylierung, Acetylierung, Ubiquitinierung), Protein-Protein- und Protein-RNA-Komplexen in präklinischen Modellen, primären Tumorzellen aus Patient*innen 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 hoher Sensitivität erlaubt. Die Proteomplattform arbeitet eng mit allen FCI Querschnittsprogrammen und vielen Development & Discovery-Projekten zusammen.

Durch die Einbettung in das DKTK ist außerdem der Zugriff auf eine hochmoderne Plattform zur Hochdurchsatz-Sequenzierung für die Tumorgenom- und transkriptomanalyse gewährleistet.

Die für die geplanten Untersuchungen der Technologieplattform 1 Proteomik & Funktionelle Genomik benötigten Biomaterialien und klinischen Daten erhält das FCI durch die nahtlose Verknüpfung mit dem Universitären Zentrum für Tumorerkrankungen (UCT) in Frankfurt (siehe Technologieplattform 5 Klinische Studien und Biobanken).

Menschen

Technologieplattform 1 Proteomik & Funktionelle Genomik wird geleitet durch Professor Thomas Oellerich, DKTK-Professor für Molekulare Diagnostik. Verstärkt wird er durch eine neu einzurichtende Nachwuchsgruppe für Translationale Proteomik.

Um eine adäquate bioinformatische Analyse der zu erwartenden großen, multidimensionalen Datenmengen zu gewährleisten, besteht eine enge Zusammenarbeit mit der DKTK-Professur für medizinische Bioinformatik besetzt mit Florian Büttner, die am FCI angesiedelt ist.

Für die FCI-Projektarbeit steht ein Staff Scientist zur Verfügung.

Folgende Wissenschaftler*innen sind an der Technologieplattform 1 beteiligt:

Th. Oellerich

Leitung

Sebastian Scheich

NWG Proteomik

  • Christian Brandts
  • Florian Büttner
  • Manuel Kaulich
  • Christian Münch
  • Thomas Oellerich
  • Sebastian Scheich
  • Peter Wild
  • Staff Scientist Proteomik: To be recruited