Mit Mini-Därmen funktionelle Unterschiede und Schwachstellen von Darmkrebs aufspüren

Darmkrebs zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass es große Unterschiede zwischen den Tumoren einzelner Patienten gibt – auf genetischer Ebene und daher auch beim Ansprechen auf die Therapie. Forscher des Deutschen Konsortiums für Translationale Krebsforschung (DKTK) haben eine Methode entwickelt, um diese Unterschiede besser identifizieren zu können. Sie nutzen für ihre Untersuchungen im Labor gezüchtete Mini-Därme, um unter Bedingungen zu arbeiten, die denen im Patienten möglichst nahekommen. An diesen „Organoiden“ führen sie eine Vielzahl von parallelen Experimenten durch, was die Vergleichbarkeit der Ergebnisse erhöht.


Im DKTK verbindet sich das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg als Kernzentrum langfristig mit onkologisch besonders ausgewiesenen universitären Partnerstandorten in Deutschland.

Um Krebserkrankungen zielgerichtet behandeln zu können, bedarf es eines möglichst exakten Wissens über den Tumor. Nur so lässt sich die erhoffte Wirkung erzielen. Gerade bei Darmkrebs ist bekannt, dass es große genetische Unterschiede gibt, die den Tumoren individueller Patienten höchst vielfältige Eigenschaften verleihen. Dazu zählt auch, ob erfolgversprechende Angriffspunkte für die Behandlung vorhanden sind, welche Wirkstoffe am besten wirken und welche Therapieresistenzen zu befürchten sind.

„Um die Tumoren individueller Patienten genauer zu untersuchen, haben Mediziner bislang darauf gesetzt, Tumorzellen zu isolieren und in Kultur zu nehmen“, sagt DKTK-Forscher Dr. Henner Farin. „Das ist jedoch nicht bei jedem Tumor erfolgreich, außerdem resultieren daraus Zelllinien, die mit dem Original-Tumor nicht mehr viel gemeinsam haben.“ Eine Aussage über die individuellen Eigenschaften eines Tumors zu machen, ist anhand solcher Zellkulturen daher schwierig.

Dr. Farin geht mit seinen Kollegen am Georg-Speyer-Haus in Frankfurt am Main daher einen anderen Weg. Er hat ein Zellkultur-Modell etabliert, mit dem sich im Labor „Mini-Därme“ züchten lassen, sogenannte Organoide. Dabei handelt es sich um dreidimensionale Zellkulturen, die in ihrer Struktur und essentiellen Funktion dem Vorbild sehr nahekommen. „Solche Organoide kommen beispielsweise in der Pharmakologie zum Einsatz, um Wirkstoffe zu testen“, erklärt Dr. Farin. „Wir nutzen sie, um die genetischen Unterschiede zwischen individuellen Tumoren detailliert zu untersuchen und herauszufinden, was das für ihre Eigenschaften bedeutet.“

In der aktuellen Untersuchung haben die Wissenschaftler mit Hilfe der CRISPR-Cas9-Technologie in den Organoiden Tumor-Suppressorgene ausgeschaltet. Dabei handelt es sich um die „Krebsbremsen“, die normalerweise dafür sorgen, dass mutierte Zellen absterben und es gar nicht erst zur Tumorentstehung kommen kann. Ein Verlust dieser Tumor-Suppressorgene hat krebsfördernde Wirkung. Statt die Auswirkung der Krebsbremsen in aufwändigen Testreihen einzeln zu prüfen, erstellen die Wissenschaftler aus Dr. Farins Team Bibliotheken, mit deren Hilfe sich der Verlust einer ganzen Reihe von Tumor-Suppressorgenen gleichzeitig untersuchen lässt.

Dabei trägt jede Zelle einen individuellen DNA-Barcode, der parallel ausgelesen wird. So lässt sich etwa ermitteln, welche genetischen Veränderungen dazu führen, dass Krebszellen gegenüber einer Therapieform unempfindlich sind. „Der Vergleich mehrerer Tumor-Supressorgene in einem einzelnen Ansatz erhöht den Durchsatz und stellt dabei sicher, dass alle Gene unter denselben Bedingungen und somit unvoreingenommen untersucht werden können“, so Dr. Farin.

Um die Eigenschaften der Tumor-Suppressorgene nicht nur in der Kulturschale zu untersuchen, transplantierten die Wissenschaftler ihre Organoide in einem weiteren Experiment in Mäuse. „Auf diese Weise haben wir ein Modellsystem entwickelt, das der Situation im Patienten so nahe wie möglich kommt“, erklärt Dr. Farin. Mit diesem System lässt sich überprüfen, ob der Verlust von Tumor-Suppressorgenen auch im lebenden Organismus zu einem Wachstumsvorteil für die Krebszellen führt.

„Wir haben mit den Organoiden in Kombination mit den CRISPR/Cas9-Bibliotheken eine Technologie in der Hand, mit denen wir die patientenspezifischen Tumoreigenschaften untersuchen können“, so Dr. Farin und ergänzt: „Das erlaubt uns, die individuellen Schwachstellen eines Tumors zu identifizieren, gegen die sich eine erfolgreiche Therapie richten kann.“ Damit kann das Organoid-System zu einem wichtigen Hilfsmittel für die personalisierte Medizin werden.

Birgitta E. Michels, Mohammed H. Mosa, Barbara I. Streibl, Tianzuo Zhan, Constantin Menche, Khalil Abou-El-Ardat, Tahmineh Darvishi, Ewelina Czlonka, Sebastian Wagner, Jan Winter, Hind Medyouf, Michael Boutros und Henner F. Farin. Pooled in vitro and in vivo CRISPR-Cas9 screening identifies tumor suppressors in human colon organoids. Cell Stem Cell 2020.

 

Weitere Pressemeldungen:

  • ScienceDirect kommentiert: Pooled In Vitro and In Vivo CRISPR-Cas9 Screening Identifies Tumor Suppressors in Human Colon Organoids
  • UCT kommentiert: Mit Mini-Därmen funktionelle Unterschiede und Schwachstellen von Darmkrebs aufspüren
  • Wiley Analytical Science kommentiert: Forschung mit Mini-Därmen

Hier geht es zum Download der mikroskopischen Aufnahme.

 

Das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) ist eine gemeinsame, langfristige Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der beteiligten Bundesländer und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und wurde als eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZGs) gegründet. Im DKTK verbindet sich das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) als Kernzentrum langfristig mit onkologisch besonders ausgewiesenen universitären Partnerstandorten und Kliniken in Deutschland. Mit dem DKFZ kooperieren Forschungseinrichtungen und Kliniken an Standorten Berlin, Dresden, Essen/Düsseldorf, Frankfurt/Mainz, Freiburg, Heidelberg, München und Tübingen, um optimale Bedingungen für die kliniknahe Krebsforschung zu schaffen. Das Konsortium fördert interdisziplinäre Forschungsthemen an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und Klinik, sowie klinische Studien zu innovativen Therapie- und Diagnoseverfahren. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Aufbau von Forschungsplattformen, um den Einsatz personalisierter Krebstherapien zu beschleunigen und die Diagnose und Prävention von Krebserkrankungen zu verbessern.

Weitere Informationen finden Sie unter www.dktk.org.

Pressekontakt:

Dr. Sibylle Kohlstädt
Pressesprecherin
Kommunikation und Marketing
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
T: +49622142-2843
F: +49622142-2968
S.Kohlstaedt@dkfz.de
presse@dkfz.de

 


 

 

Langener Wissenschaftspreis für Prof. Dr. Krause zur Forschung am Knochenmark-Mikromilieu

Am Freitag, 15. November 2019, erhielt Prof. Dr. Daniela Krause im Paul-Ehrlich-Institut den Langener Wissenschaftspreis für Ihre Arbeit zu „Home is where the bone is – Das Knochenmark als innovativer Therapieansatz bei der Blutbildung“. Den Preis übergab Ministerialdirigent Dr. Lars-Christoph Nickel, Bundesministerium für Gesundheit (BMG). "Mit dem Langener Wissenschaftspreis werden Forscherinnen und Forscher geehrt, die sich mit hohem Engagement dem medizinischen Fortschritt verschrieben haben", sagt Dr. Nickel. "Wir freuen uns, mit Prof. Dr. Daniela Krause eine Wissenschaftlerin auszuzeichnen, die innovative Therapieansätze erforscht und deren schnelle Erprobung in klinischen Prüfungen maßgeblich vorbereitet", ergänzte Prof. Klaus Cichutek, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI), Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel. „Ich fühle mich sehr geehrt und nehme den Preis dankend im Namen unserer gesamten Arbeitsgruppe an. Jede neue Therapiestrategie ist von Zweifel und Rückschritten begleitet. Dieser Preis, vor allem vom Paul-Ehrlich-Institut, ist deshalb so wichtig, weil er uns zu erkennen zu geben scheint, dass wir auf dem richtigen Weg sind“, sagt Prof. Dr. Daniela Krause.

Weitere Pressemitteilungen:

Hier finden Sie Informationen zum Forschungsbereich von Prof. Dr. Daniela Krause.

 


 

 

Dr. Sevenich erhält Forschungspreis der Beug Stiftung für Metastasierungsforschung

Die Beug Stiftung zeichnet drei Wissenschaftler für neue Initiativen im Bereich der Metastasierungsforschung aus. In diesem Jahr geht einer der Forschungspreise an Dr. Lisa Sevenich für ihre Arbeiten an der Erforschung von T-Zellantworten in Hirnmetastasen. “Ich fühle mich sehr durch diese Auszeichnung geehrt. Die Förderung durch die Beug Stiftung ermöglicht uns die Untersuchung neuartiger Aspekte der komplexen Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und Immunzellen in der immunologisch einzigartigen Gewebsumgebung des Gehirns”, sagt Dr. Lisa Sevenich.

Dr. Lisa Sevenich leitet seit August 2015 eine Max-Eder-Nachwuchsgruppe am Georg-Speyer-Haus. Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Aufklärung der Rolle der Tumormikroumgebung in Hirnmetastasen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf der Erforschung der biologischen Grundlagen, die es Tumorzellen erlauben, körpereigene Abwehrmechanismen zu hemmen oder diese gar in tumor-fördernde Funktionen umzuwandeln. Das langfristige Ziel besteht darin, neue Therapieansätze zu entwickeln, die organ-spezifische Therapieresistenzen überwinden und eine gezielte Abtötung von hirnmetastasierenden Tumorzellen durch Reaktivierung der körpereigenen Immunantwort ermöglichen.

Die Beug Stiftung vergibt seit 2013 jedes zweite Jahr einen Forschungspreis und unterstützt dabei gezielt junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei der Erforschung der biologischen Grundlagen der Metastasierung. Die Förderung soll dazu beitragen, neuartige und originelle Ansätze auf dem Gebiet der Metastasenforschung voranzutreiben. Die diesjährige Preisverleihung fand während der EACR Konferenz “Seed and Soil: Mechanisms of Metastasis” in Berlin statt. 

Weitere Pressemitteilungen:

  • Beug Stiftung kommentiert: Dissecting the complex interplay between innate and adoptive immunity in brain metastasis for improved tumor microenvironment targeted- or immunotherapies
  • ProLOEWE kommentiert: FCI-Wissenschaftlerin erhält Preis für Forschung an manipulativen Krebszellen
  • ScienceDirect stellt vertiefende Informationen bereit

 Hier finden Sie Informationen zum Forschungsbereich von Dr. Lisa Sevenich.

 


 

 

Verlängerung der DFG-Forschungsgruppe über Cell Plasticity in Colorectal Carcinogenesis

Die Forschungsgruppe „Cell Plasticity in Colorectal Carcinogenesis” unter Sprecher Florian Greten ist um weitere drei Jahre verlängert worden.

Darmkrebs ist unter den Krebserkrankungen von Männern und Frauen die zweithäufigste Todesursache. Obwohl es Fortschritte in der Diagnose gibt, hat die Therapie bei Patienten mit Metastasen in den vergangenen 60 Jahren nur bei einigen wenigen Patienten Erfolge zu verzeichnen. Die Gruppe um Prof. Dr. Florian Greten, Direktor des Georg-Speyer-Hauses und Sprecher des LOEWE-Zentrums „Frankfurt Cancer Institute“, untersucht schon seit einigen Jahren den Zusammenhang zwischen entzündlichen Prozessen und dem Wachstum von Tumoren. Dies ist auch das Thema der Forschungsgruppe, die nun in die resubmitted geht.

„Angesichts der Tatsache, dass Patienten mit einem kolorektalen Karzinom nicht ausreichend auf Therapien ansprechen, die auf die selektive Abtötung von Krebszellen zielen, sind wir überzeugt, dass es zielführender ist, das lokale Immunsystems um den Tumor herum zu beeinflussen“, erklärt Prof. Dr. Greten. Eine wichtige Bedingung für die Entwicklung entsprechender Elemente besteht darin, die komplexen Signalwege in der Mikroumgebung des Tumors zu entschlüsseln.

Die Forschungsgruppe geht diese Aufgabe in sieben Teilprojekten nach. Die Mitglieder gehören verschiedenen Universitäten an, die entweder dem Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) oder einem Onkologischen Spitzenzentrum angehören.

Weitere Pressemeldungen:

Hier finden Sie Informationen zum Forschungsbereich von Prof. Dr. Florian Greten.

 


Feierstunde im Georg-Speyer-Haus zur Enthüllung des Ehrentafeleintrags für Dr. Rolf-E. Breuer

In höchster Anerkennung und Wertschätzung seiner über 40-jährigen Tätigkeit als Mitglied und Vorsitzender des Vorstands und der damit verbundenen Verdienste um das Georg-Speyer-Haus wurde Herr Dr. Breuer anlässlich seines... [mehr]


Stammzell-Faktor auf Darmkrypten zum ersten Mal sichtbar gemacht - Dr. Henner Farin

Lösliche Wachstumsfaktoren dienen der Kommunikation zwischen Zellen - nur so ist es dem Körper möglich Regenerationsprozesse zu steuern und die Bildung von Zellen an den Bedarf des Organs anzupassen. Eine Überaktivierung des... [mehr]


Dr. Lisa Sevenich erhält renommiertes Max-Eder-Stipendium der Deutschen Krebshilfe

Dr. Lisa Sevenich erhält zum Aufbau einer Nachwuchsgruppe am Georg-Speyer-Haus ein renommiertes Max-Eder-Stipendium der Deutschen Krebshilfe. Mit dem Max-Eder-Nachwuchsgruppenprogramm unterstützt die Deutsche Krebshilfe... [mehr]


Dr. Hind Medyouf Joins the AcademiaNet-Expert Database for Outstanding Female Academics

The Georg-Speyer-Haus is delighted to announce that Dr. Hind Medyouf has been invited, upon nomination by the European Research Council, to join the AcademiaNet experts network, which highlights the outstanding academic... [mehr]


Dr. Daniela Krause erhält Ruf auf W2-Professur am LOEWE- Zentrum für Zell- und Gentherapie

Dr. Daniela Krause ist mit Wirkung zum 16.10.2015 auf eine W2-Professur für Zell- und Gentherapie im Rahmen des LOEWE-Zentrums für Zell- und Gentherapie am Fachbereich Medizin der Johann Wolfgang Goethe-Universität mit Sitz am... [mehr]


Prof. Dr. Florian Greten in den "Hinterzartener Kreis der DFG für Krebsforschung" berufen

Das Fachkollegium Medizin der Deutschen Forschungsgemeinschaft hat Professor Dr. Florian Greten als neues Mitglied in den "Hinterzartener Kreis der DFG für Krebsforschung" berufen. Er ist Nachfolger von Frau Professor Dr. Brisken,... [mehr]


Dr. Lisa Sevenich leitet ab 1. Juli 2015 Nachwuchsgruppe am Georg-Speyer-Haus

Dr. Lisa Sevenichs neue Gruppe am Georg-Speyer-Haus wird sich mit der Rolle der Tumor-Mikroumgebung, des sogenannten Tumor-Microenviroments, bei Hirnmetastasen beschäftigen. Hirnmetastasen sind Absiedelungen von Krebserkrankungen... [mehr]


Methode zur Abschätzung des pandemischen Risikos von Vogelgrippeviren entwickelt

Hochpathogene Vogelgrippeviren des Typs H5N1 wurden bislang nur vereinzelt auf Menschen übertragen, führten dann aber zu einer Sterblichkeitsrate von ca. 60%. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass H5N1 Varianten in bestimmten... [mehr]


Wichtiges Molekül für die Selbsterneuerung von Blutstammzellen entdeckt

Blutstammzellen stellen die einzige lebenslange Quelle für täglich Milliarden neuer Blutzellen in unserem Körper dar. Allerdings ist ihre Anzahl sehr gering, und der Erhalt dieser Stammzellen durch ihre Selbsterneuerungsfähigkeit... [mehr]