Forschungsschwerpunkte
Im Institut für Klinische Chemie werden hauptsächlich zwei Forschungsschwerpunkte bearbeitet:
- Molekular Tumordiagnostik
- Die Rolle des Adhäsionsmoleküls CEACAM1 im Rahmen von invasivem Tumorwachstum und Angiogenese
Globale Charakterisierung von Signalübertragungsnetzwerken bei Tumorerkrankungen
Wichtige zelluläre Funktionen wie z.B. Zellproliferation, Apoptose und Zelldifferenzierung werden durch komplexe Signalübertragungsprozesse gesteuert. In Tumorzellen wird häufig eine unkontrollierte Aktivierung und fehlerhafte Steuerung von Signalübertragungsprozessen beobachtet. Eine umfassende, globale Charakterisierung und Identifizierung fehlgesteuerter Signalübertragungsnetzwerke ist somit von großer Bedeutung für das Verständnis von Tumorerkrankungen und eine entscheidende Vorrausetzung für die Entwicklung gezielter, tumorspezifischer Therapieansätze. Basierend auf Protein-Protein-Wechselwirkungen werden zum Nachweis von tumorspezifischen Aktivierungsprofilen natürlich vorkommende, modulare Proteinbindungsmodule verwendet. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf dem Einsatz von SH2 (src homology region 2)-Domänen, die Tyrosin-phosphorylierte und damit aktivierte Signalproteine mit hoher Spezifität erkennen. Vorrangiges Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Anwendung von neuen, analytischen Verfahren im Bereich Proteomics, die eine globale Charakterisierung und Identifizierung von gestörten Signalübertragungsprozessen in klinischen Proben von Tumorpatienten möglich machen.
Förderung: National Institutes of Health
PI: Dr. Peter Nollau
Kooperation: Prof. Dr. B. J. Mayer, University of Connecticut Health Center, Farmington, CT, USA
Detailierte Informationen finden Sie unter:
Signal transduction
Charakterisierung von Tumorzellglykanen mit rekombinanten humanen Lektinen
Im Verlauf des invasiven Wachstums und der Metastasierung interagieren Glykane der Tumorzellmembran mit Lektinen der Wirtszellen. Unter Verwendung rekombinanter humaner Lektine werden die Glykane der Tumorzellmembran charakterisiert. Die mit den verschiedenen Lektinen erstellten Glykanmuster werden mit dem Stadium des Tumors und dem klinischen Verlauf von Tumor-patienten korreliert. Lektin-bindende Glykoproteine werden isoliert und identifiziert. In Kooperation mit Prof. Jasna Peter-Katalinic, Münster, wird die Struktur der Glykane unter Anwendung massenspektrometrischer Methoden aufgeklärt. Ziel des Projekts ist es, neue funktionelle Biomarker für die Tumordiagnose zu finden.
Förderung: SFB470, Teilprojekt C5
PIs: Prof. Dr. Christoph Wagener, Dr. Peter Nollau
Tiermodelle zur Funktion von CEACAM1 im Rahmen von invasivem Tumorwachstum und Angiogenese
Allgemeine Informationen:
CEA-HomepageAfCS Nature Signalling Gateway, molecule pagesMiscellaneous information:
CEA-HomepageAfCS Nature Signalling Gateway, molecule pages
CEACAM1 in der Angiogenese und Progression von murinen Mammakarzinomen
Die Entstehung sowie die Progression von Mammatumoren wird in einem Mausmodell untersucht, welches die einzelnen Stadien der humanen Tumorentstehung nachahmt. In niedrig gradigen Tumoren (Grad G0 und G1), findet eine starke Gefäßneubildung statt, die im Verlauf der Progression zunächst abnimmt (Grad G2/G3) und schließlich erst wieder bei hochgradigen und invasiven Tumoren des Grads G4 anzutreffen ist. In den Phasen starken Gefäßwachstums kommt es zu einer Balanceverschiebung zwischen inhibitorischen und fördernden Faktoren ("angiogenic switch"), welche in unserem Modell molekular charakterisiert werden sollen. Durch die Kombination verschiedener Mausmodelle, in denen CEACAM1 im Endothel überexprimiert ist oder gänzlich fehlt, wird die Progression der Tumoren und der Einfluss der CEACAM1-Expression auf das Gefäßwachstum und die Metastasierung untersucht. Die Kreuzung der CEACAM1-transgenen und -knockout Mauslinien mit der WAP/T-Maus, welche endogen Mammatumore entwickelt, bildet dabei den Fokus der Untersuchungen. In einer Verbundkooperation mit der Gruppe von Frauke Alves (Universitätsklinikum Göttingen) soll die CEACAM1-vermittelte Tumorprogression auch durch hochauflösende Computertomographie dokumentiert werden.
DFG SPP1190 "The tumor-vessel interface"
PIs: Prof. Dr. W. Deppert Heinrich-Pette-Institute
Prof. C. Wagener, Dr. Andrea Horst, Institut für Klinische Chemie
Detailierte Informationen finden Sie unter:
CEACAM1 and angiogenesis
Untersuchungen zur Funktion des Zelladhasionsmoleküls CEACAM1 für die durch Inflammation vermittelte Gefäßzellaktivierung während des Kollateralwachstums
Wie durch Vorarbeiten von uns und anderen gezeigt, geht das Wachstum von Kollateralarterien mit einer lokalen Akkumulation von Makrophagen sowie einer kontinuierlichen Erneuerung eines lokalen Pools von Progenitorzellen im Gewebe aus dem Knochenmark einher. Bei einem akuten Reiz (hier: Femoralarterienokklusion) werden diese Zellen aktiviert, teilen sich und differenzieren zu den verschiedenen am regenerativen Gefäßwachstum und der Kollateralenbildung beteiligten Zellen, welche u.a. das angiogene Zelladhäsionsmolekül CEACAM1 exprimieren. In Ceacam1-k.o. Mäusen und transgenen Mäusen mit endothelialer CEACAM1-Überexpression wurde eine von der CEACAM1-Expression abhängige Stimulation des Kollateralwachstums nachgewiesen. Im Modell der Femoralarterienokklusion wird überprüft, ob CEACAM1 sowohl bei der kontinuierlichen Substitution lokaler Progenitorzell-"Speicher" durch Zellen aus dem Knochenmark als auch bei der akuten Aktivierung und Differenzierung dieser gewebsresidenten Vorläuferzellen zu Gefäßzellen und Makrophagen eine entscheidende Rolle spielt. Hierzu wird die Femoralarterienokklusion vor und nach Stammzelltransplantation im CEACAM1-positiven oder -negativen Milieu untersucht.
DFG-Einzelförderung
PIs: Dr. Andrea Horst Institut für Klinische Chemie) und PD Dr. Wulf Ito, Universitätsklinikum Lübeck, Universität Schleswig Holstein
Identifizierung und Manipulation Lektin-vermittelter Prozesse während der frühen metastatischen Verbreitung primärer Tumoren - Beispiel des malignen Melanoms der Maus
In diesem Projekt stehen Untersuchungen zur zellulären Kommunikation im Fokus, welche durch Glykane und Lektine zwischen einem Primärtumor und seinen Metastasierungsstationen im Lymphknoten vermittelt werden. Exemplarisch wird anhand des malignen Melanoms im Mausmodell untersucht, inwiefern Glykane auf Tumorzellen und Tumorstammzellen Einfluss auf die Ausbildung einer "metastatischen Nische" haben, indem sie das Lektinexpressionsmuster in regionären Lymphgefäßen, Lymphknoten und Abwehrzellen modulieren. Bei der Absiedelung der Tumorzellen über den lymphatischen Weg spielen Lektine und glykosylierte Adhäsionsmoleküle und Glykolipide eine Rolle, die auf Abwehrzellen der Tumormikroumgebung und auf dem lymphatischen Endothel exprimiert sind. Durch Genexpressionsanalytik wird untersucht, ob und wie sich das Spektrum von Lektinen und Adhäsionsmolekülen vor und während der metastatischen Verbreitung verändert. Konstitutiv exprimierte und regulierte Kandidaten werden identifiziert und rekombinant hergestellt. Gegen die ausgewählten Targetmoleküle werden in Kameliden Nanobodies erzeugt, welche in der Analytik, der Diagnostik und in präklinischen Untersuchungen im Mausmodell Anwendung finden sollen, um das metastatische Verhalten des Melanoms in einem sytembiologischen Ansatz zu beschreiben und therapeutisch beeinflussen zu können.
BMBF-Arbeitsgruppenwettbewerb zur Glykobiotechnologie
PI: Dr. Andrea Horst
Hemmung der CEACAM1-vermittelten Invasion von Melanomzellen in-vitro und in-vivo durch Antikörper und Peptide
Die Expression von CEACAM1 in humanen kutanen Melanomen geht häufig mit einer Metastasierung einher. Nach eigenen Untersuchungen vermittelt CEACAM1 in-vitro Migration und invasives Wachstum von Melanomzellen. Die Wirkung von CEACAM1 auf das invasive Wachstum kann durch monoklonale CEACAM1-Antikörper blockiert werden. In Voruntersuchungen wurden CEACAM1-bindende Peptide aus einer 'Random Phage Display Library' isoliert. Weiterhin wurde ein Peptid generiert und NMR-spektroskopisch charakterisiert, welches das CEACAM1-Epitop repräsentiert, das mit dem inhibitorischen monoklonalen Antikörper interagiert. In dem Projekt soll die Wirkung der Peptide im Vergleich mit den CEACAM1-Antikörpern auf Motilität und invasivesWachstum von Tumorzellen in-vitro getestet werden. Ferner soll untersucht werden, ob und welche der in-vitro wirksamen Agenzien das Wachstum von menschlichen Tumoren in einem scid-Maus Xenograft-Modell hemmen. Schließlich soll nach Hemmung der CEACAM1-Expression durch siRNA das invasive Wachstumsverhalten der Zellen evaluiert werden.
Förderung: Sander-Stiftung
PIs: Prof. Dr. Christoph Wagener, Institut für Klinische Chemie, und Prof. Dr. Udo Schumacher, Institut für Anatomie II
Facilities
Microarray Facility Massenspektrometrische Proteom-Analyse & Protein-Identifizierung
