Abteilung für Translationale Medizinische Onkologie

Mechanismen verstehen und den Krebs gezielt angreifen

Diese Veränderungen, die in jedem Tumor einzigartig sind, können Ansatzpunkte für neuartige Wirkstoffe sein. Wissenschaftler der Abteilung für Translationale Medizinische Onkologie arbeiten daran, entscheidende Veränderungen im Erbgut oder der Zellzusammensetzung zu identifizieren, die für die Entstehung, das Wachstum oder die Metastasierung von Tumoren verantwortlich sind. In Tumoren einzelner Patienten ist eine meist kleine Untergruppe von Zellen maßgeblich für das ausdauernden Wachstum und die Metastasenbildung verantwortlich - die sogenannten Tumor-Initiierenden Zellen (TIC). Diese zu attackieren ist besonders wichtig, um das Langzeitüberleben von Patienten mit soliden Tumoren zu verbessern.

Das Labor entwickelt und untersucht verschiedene in vivo und in vitro Modellsysteme für solide Tumoren, wie zum Beispiel Darmkrebs, Pankreaskrebs oder Sarkome. Diese genetisch und funktionell sehr unterschiedlichen Modelle werden genutzt, um therapierelevante Veränderungen zu entdecken, zum Beispiel durch Hochdurchsatz-Screeningmethoden wie shRNA Knockdown oder Überexpressionsexperimente, und aus diesen Versuchen Ansatzpunkte für Therapieansätze zu entwickeln, die in die Klinik übertragen werden können.
Professor Glimm bringt  mit seiner Abteilung für Translationale Medizinische Onkologie (TMO) in Dresden und der Gruppe „Translationale Funktionelle Krebsgenomforschung“ in Heidelberg die Expertise der Wissenschaftler an beiden Standorten in kollaborativen Projekten zusammen.

In der Arbeitsgruppe Experimentelle Translationale Onkologie innerhalb der Abteilung TMO untersucht das Team um Dr. Ball die biologischen Grundlagen der Tumorprogression. Hierzu werden patientenabgeleitete Tumormodelle generiert, die die vielfältige funktionelle und genetische Heterogenität von Patiententumoren realitätsnah abbilden. Innovative Neuentwicklungen ermöglichen erstmals die systematische Entwicklung von patientenabgeleiteten 3D-Modellen auch aus seltenen Tumorentitäten mit hoher Effizienz. Die entwickelten 3D-Modelle werden im Labor eingesetzt, um Mechanismen von Tumorprogression und Resistenzentwicklung zu erforschen sowie um neue therapeutische Zielstrukturen und personalisierte Behandlungsstrategien zu identifizieren.

Um die molekular informierte Präzisionsmedizin zu unterstützen, hat das Team um Dr. Ball ein Verfahren entwickelt, das systematisch das Ansprechen patienteneigener Tumormodelle auf eine Vielzahl klinisch relevanter Medikamente testet. Dieser integrative Ansatz verknüpft umfassende molekulare Datensätze direkt mit funktionellen Testergebnissen und kann so die auf molekularen Analysen basierende Empfehlung maßgeschneiderter Therapien für Patienten weiter unterstützen.

Aktuelle Projekte im Labor erforschen zudem die Bedeutung intra-tumoraler Heterogenität für Tumorprogression und Entstehung von Resistenzen sowie die Entwicklung neuartiger therapeutischer Ansätze zur Überwindung solcher Resistenzen.

Neue Therapieoptionen schaffen

In einem gemeinsamen Ansatz werden neue Erkenntnisse aus dem Labor über das NCT/DKTK MASTER Programm dann direkt in Behandlungsempfehlungen umgesetzt. Das MASTER Protokoll schließt junge Krebspatienten oder Patienten mit seltenen Tumorerkrankungen ein mit dem Ziel, auf Basis einer breiten molekularen Diagnostik das beste Therapiekonzept oder die beste Strategie zum Einschluss in diagnostisch oder therapeutische Studien zu finden. NCT MASTER ist ein gemeinsames Programm des NCT/UCC Dresden und des NCT Heidelberg. Mehr Informationen zu dem Programm finden Sie hier, den Flyer zum Download finden Sie hier.

Zentrum Personalisierte Onkologie

Durch die Aktivitäten der Abteilung im Zentrum für Personalisierte Onkologie am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden entsteht ein Kreislauf aus dem Labor in die Klinik und zurück, in dem wissenschaftliche Ergebnisse schnell in klinische Anwendung gebracht werden und die Ergebnisse wiederum als neue Hypothesen an die Forscher zurückgegeben werden. Eine Sprechstunde für Personalisierte Onkologie, sowie ein spezifisches molekulares Tumorboard, das Experten verschiedener Fachdisziplinen im Bereich molekulare Tumordiagnostik und molekular-getriebene Behandlungsstrategien zusammenholt, schaffen hierzu den notwendigen Rahmen.

Nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) sind funktionelle RNA Moleküle, welche analog zu mRNAs transkribiert, jedoch nicht in Proteine translatiert werden. Da nur etwa 2% des humanen Transkriptoms zu Proteinen übersetzt wird, bilden ncRNAs einen Großteil aller intrazellulär vorhandenen RNAs. Dies ist eine enorme Biomasse, deren Produktion mit einem großen energetischen Aufwand verbunden ist. Demnach ist es nicht verwunderlich, dass ncRNAs eine Vielzahl von intrazellulären Prozessen regulieren. Zu den ncRNAs gehören z.B. microRNAs, snoRNAs oder lange nicht-kodierende RNAs (lncRNAs). Obwohl funktionell sehr unterschiedlich, spielen sie eine große Rolle bei vielen biologischen Vorgängen und der Entstehung von Krankheiten, auch im onkologischen Bereich. Nach heutigen Kenntnissen können ncRNAs mit fast allen zellulären Bestandteilen interagieren und sind somit auch potenziellen Angriffspunkte für therapeutischen Strategien.
Durch die Untersuchung diverser Krebs-Entitäten und neuester Technologien versucht die Arbeitsgruppe ncRNAs zu identifizieren und zu beschreiben, welche entscheidend an der Entstehung, Aufrechterhaltung und Therapierbarkeit von Krebserkrankungen beteiligt sind. Außerdem interessiert sich die Gruppe für Therapie-Resistenz assoziierte ncRNAs.

Hauptziele

• Identifizierung und Charakterisierung von „Cancer-Driver“ ncRNAs
• Charakterisierung von ncRNA-Epigenom Interaktionen in soliden und hämatologischen Tumoren
• Etablierung von ncRNA Signaturen als neue Biomarker
• Untersuchung von Therapie-Resistenz assoziierten ncRNAs

Die Abteilung arbeitet eng mit der Mildred-Scheel-Gruppe "Biomedizinische Genomik" unter der Leitung von Dr. Anna Poetsch zusammen, die die Möglichkeiten neuartiger Ansätze der funktionellen Genomik und des maschinellen Lernens zur Untersuchung von DNA-Damage-Response Mechanismen bei Krebs erforscht.