Unsere Arbeitsgruppen im Überblick

  • Die Arbeitsgruppe „Innovative Optische Diagnoseverfahren“ verfolgt das Ziel, die Tumordiagnostik mit Hilfe von auf Licht basierenden Methoden zu verbessern. Die Arbeiten der Forschungsgruppe sind sehr kliniknah, das heißt die Forschung kommt den Patienten des UKE oft direkt zugute. Zudem sind die zum Einsatz gelangenden Wellenlängen und Lichtintensitäten für das untersuchte Gewebe unbedenklich. Mit unseren Ansätzen verfolgen wir vornehmlich zweierlei unterschiedliche Ziele:

    • Verbesserung der Tumorfrühdiagnostik: Bösartige Tumoren des oberen Luft-Speisewegs werden häufig erst spät entdeckt, was mitunter darauf zurückzuführen ist, dass Vorstufen und Frühformen oft nicht eindeutig als solche erkennbar sind. Durch geschickten Einsatz unterschiedlicher optischer Verfahren, die durch die Arbeitsgruppe im klinischen Einsatz evaluiert werden, kann diese Situation maßgeblich verbessert werden. Mittels Fluoreszenzbildgebung oder Narrow Band Imaging beispielsweise können auffällige Schleimhautareale bei Risikopatienten besser als mittels reiner Endoskopie gefunden und gegenüber normaler Schleimhaut abgegrenzt werden. Die Optische Kohärenztomographie (oft auch „optischer Ultraschall“ genannt) ermöglicht es, in hochauflösenden Schnittbildern unter die Oberfläche zu schauen und Gewebeschichten zu beurteilen, um beispielsweise Tumorvorstufen von frühen, echten Krebsgeschwülsten abzugrenzen. Die konfokale Fluoreszenz-Endomikroskopie sowie nicht-lineare optische Methoden schließlich liefern Bilddaten von vitalem Gewebe in subzellulärer Auflösung und erlauben zudem Rückschlüsse auf den Zellstoffwechsel, was eine detaillierte Beurteilung von unterschiedlichen Gewebetypen möglich macht. Alles in allem erscheint in Zukunft unter Zuhilfenahme derartiger Verfahren eine nichtinvasive, „optische“ Biopsie möglich, um beispielsweise die Diagnosefindung zu erleichtern, die Sicherheit der Therapie zu verbessern oder gar in bestimmten Situationen auf invasive Gewebeproben-Entnahmen gänzlich verzichten zu können. Unsere Arbeitsgruppe leistet bei diesen Entwicklungen einen wichtigen Beitrag.
    • Erleichterung der intraoperativen Tumorabgrenzung: Die Voraussetzung für eine vollständige Resektion bösartiger Geschwülste im Gesunden ist eine eindeutige, dreidimensionale Abgrenzung derselben vor und insbesondere während des Eingriffs. Diese ist jedoch im Kopf-Hals-Bereich vor allem bei Patienten mit Rezidiv-Tumorgeschehen aufgrund operations- oder strahlenbedingter Narbenbildungen oft deutlich erschwert, was sich negativ auf die Prognose der betroffenen Patienten auswirkt. Der Einsatz fluoreszierender („leuchtender“), tumorspezifischer Moleküle könnte – wie in anderen Fachbereichen nachgewiesen – als zusätzliches Hilfsmittel bei den erwähnten Eingriffen zum Einsatz kommen, um die Rate der onkologischen Komplettresektionen zu erhöhen. Nach erfolgreichen Vorversuchen durch unsere Arbeitsgruppe befinden sich nun erste präklinische und klinische Einsätze in Kooperation mit anderen Forschungsgruppen in Planung.
    Ansprechpartner: Prof. Dr. med. Christian S Betz

    Publikationen:

    VOLGGER V, FELICIO A, LOHSCHELLER J, ENGLHARD A S, AL-MUZEINI H, BETZ C S*, SCHUSTER M E* (*both authors contributed as last authors) Evaluation of the combined use of narrow band imaging and high-speed imaging to discriminate laryngeal lesions. Lasers in Surgery and Medicine 2017; 49(6):609-618. (IF 2016: 2.312)

    ENGLHARD A S, BETZ T, VOLGGER V, LANKENAU E, LEDDEROSE J G, STEPP H, HOMANN C, BETZ C S Intraoperative Assessment of Laryngeal Pathologies with Optical Coherence Tomography integrated into a Surgical Microscope. Lasers in Surgery and Medicine 2017; 49(5):490-497.

    ENGLHARD A S, PALARAS A, VOLGGER V, STEPP H, MACH B, LIBL D, GIRES O, BETZ C S Confocal Laser Endomicroscopy in Head and Neck Malignancies using FITC-labelled EpCAM- and EGF-R-Antibodies in Cell Lines and Tumor Biopsies. Journal of Biophotonics 2017; 10(10):1365-1376.

    VOLGGER V, GIRSCHICK S, IHRLER S, ENGLHARD A S, STEPP H, BETZ C S Evaluation of Confocal Laser Endomicroscopy as an aid to differentiate primary flat lesions of the larynx. A prospective clinical study. Head & Neck 2016; 38 Suppl 1:E1695-1704.

    BETZ C S, KRAFT M, ARENS C, SCHUSTER M, PFEFFER C, RÜHM A, STEPP H, ENGLHARD A, VOLGGER V Optische Diagnoseverfahren zur Tumorfrühdiagnostik im oberen Luft-Speise-Weg: Quo vadis? (Übersichtsartikel) HNO 2016; 64(1):41-48.

    VOLGGER V, STEPP H, IHRLER S, KRAFT M, LEUNIG A, PATEL P M, SUSARLA M, JACKSON K, BETZ C S Evaluation of Optical Coherence Tomography to discriminate lesions of the upper aerodigestive tract. Head & Neck 2013; 35(11):1558-1566

    VOLGGER V, CONDERMAN C, BETZ C S Confocal laser endomicroscopy in head & neck cancer: steps forward? (Übersichtsartikel) Current Opinion in Otolaryngology, Head & Neck Surgery 2013; 21(2):164-170.

    BETZ C S, STEPP H, JANDA P, ARBOGAST S, GREVERS G, BAUMGARTNER R, LEUNIG A A comparative study of normal inspection, autofluorescence and 5-ALA-induced PPIX fluorescence for oral cancer diagnosis. International Journal of Cancer 2002; 97:245-252

    LEUNIG A, BETZ C S, MEHLMANN M, STEPP H, ARBOGAST S, GEVERS G, BAUMGARTNER R A pilot series demonstrating fluorescence staining of laryngeal papilloma using 5-aminolevulinic acid. Laryngoscope 2000; 110:1783-1785

    BETZ C S, MEHLMANN M, STEPP H, GREVERS G, BAUMGARTNER R, LEUNIG A Autofluorescence imaging and spectroscopy of normal and malignant mucosa in patients with head and neck cancer. Lasers in Surgery and Medicine 1999; 25:323-334

  • Kopf-Hals-Karzinome haben trotz meist intensiver Therapie weiterhin eine schlechte Heilungsrate. Innerhalb dieser Tumore bedeutet ein positiver HPV-Status bei einigen Tumoren eine besonders günstige Prognose. Allerdings ist der HPV-Status derzeit neben dem UICC Staging auch der einzige allgemein akzeptierte Prognoseparameter. Somit fehlen in der Diagnostik generell sowohl prädiktive Marker, als auch Marker für eine ungünstige Prognose, die Kandidaten für eine Intensivierung oder alternative Therapien identifizieren würden. Am UKE wurde in den vergangenen Jahren von den betroffenen Kliniken und dem Institut für Pathologie ein so genannter Tissue Micro Arrays (TMA) entwickelt. Hierbei werden kleine Proben von Tumorgeweben vieler Patienten in einem Array vereint, so dass die Charakteristika vieler Tumoren gleichzeitig analysiert und ganz direkt miteinander verglichen werden können. So lassen sich in der Forschung Zusammenhänge zwischen der Expression tumorspezifischer Proteine und z.B. dem Ansprechen auf eine bestimmte Therapie erkennen. Mit bislang 900 Tumorproben ist der Hamburger Kopf-Hals-Tumor-TMA bereits einer der größten in Europa. Die große Anzahl an Proben und genauen Daten zu Therapie und klinischen Verläufen sollen es ermöglichen unter Einbeziehung des HPV-Status erheblich validere Aussagen als bisher zum prognostischen Wert zu erhalten. Langfristiges Ziel ist die Validierung identifizierter Marker in prospektiven Studien.

    Ansprechpartner: PD Dr. med. Adrian Münscher

    Publikationen:

    MÜNSCHER A, PROCHNOW S, GULATI A, SAUTER G, LÖRINCZ B, BLESSMANN M, HANKEN H, BÖTTCHER A, CLAUDITZ TS Survivin expression in head and neck squamous cell carcinomas is frequent and correlates with clinical parameters and treatment outcomes Clin Oral Investig. 2018 Apr 18. doi: 10.1007/s00784-018-2444-8. [Epub ahead of print]

    CLAUDITZ TS, BÖTTHCER A, HANKEN H, BORGMANN K, SAUTER G, WILCZAK W, GROB T, MÜNSCHER A Prevalence of fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1) amplification in squamous cell carcinomas of the head and neck. J Cancer Res Clin Oncol. 2018 Jan;144(1):53-61. doi: 10.1007/s00432-017-2528-x. Epub 2017 Oct 11.

    Clauditz TS, von Rheinbaben K, Lebok P, Minner S, Tachezy M, Borgmann K, Knecht R, Sauter G, Wilczak W, Blessmann M, Münscher A.Activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM/CD166) expression in head and neck squamous cell carcinoma (HNSSC). Pathol Res Pract. 2014 Oct;210(10):649-55. doi: 10.1016/j.prp.2014.06.012. Epub 2014 Jun 27.

    Laban S, Atanackovic D, Luetkens T, Knecht R, Busch CJ, Freytag M, Spagnoli G, Ritter G, Hoffmann TK, Knuth A, Sauter G, Wilczak W, Blessmann M, Borgmann K, Muenscher A, Clauditz TSSimultaneous cytoplasmic and nuclear protein expression of melanoma antigen-A family and NY-ESO-1 cancer-testis antigens represents an independent marker for poor survival in head and neck cancer.. Int J Cancer. 2014 Sep 1;135(5):1142-52. doi: 10.1002/ijc.28752. Epub 2014 Feb 11.

    Clauditz TS, Gontarewicz A, Bokemeyer C, Sauter G, Knecht R, Münscher A, Wilczak W. Abundant expression of mTOR kinase in salivary gland tumors - potentials as therapy target? J Oral Pathol Med. 2013 Nov;42(10):769-73. doi: 10.1111/jop.12064. Epub 2013 Mar 25.

    11q21 rearrangement is a frequent and highly specific genetic alteration in mucoepidermoid carcinoma. Clauditz TS, Gontarewicz A, Wang CJ, Münscher A, Laban S, Tsourlakis MC, Knecht R, Sauter G, Wilczak W. Diagn Mol Pathol. 2012 Sep;21(3):134-7. doi: 10.1097/PDM.0b013e318255552c.

    Epidermal growth factor receptor (EGFR) in salivary gland carcinomas: potentials as therapeutic target. Clauditz TS, Gontarewicz A, Lebok P, Tsourlakis MC, Grob TJ, Münscher A, Sauter G, Bokemeyer C, Knecht R, Wilczak W. Oral Oncol. 2012 Oct;48(10):991-6. doi: 10.1016/j.oraloncology.2012.05.005. Epub 2012 Jun 12.

    Expression of insulin-like growth factor II mRNA-binding protein 3 in squamous cell carcinomas of the head and neck. Clauditz TS, Wang CJ, Gontarewicz A, Blessmann M, Tennstedt P, Borgmann K, Tribius S, Sauter G, Dalchow C, Knecht R, Münscher A, Wilczak W. J Oral Pathol Med. 2013 Feb;42(2):125-32. doi: 10.1111/j.1600-0714.2012.01178.x. Epub 2012 May 29.

    Human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) in salivary gland carcinomas. Clauditz TS, Reiff M, Gravert L, Gnoss A, Tsourlakis MC, Münscher A, Sauter G, Bokemeyer C, Knecht R, Wilczak W. Pathology. 2011 Aug;43(5):459-64. doi: 10.1097/PAT.0b013e3283484a60.

  • Die Strahlentherapie ist ein essentieller Bestandteil der Behandlung vieler Tumoren des Kopf-Hals-Bereiches und die Tumorstrahlenempfindlichkeit von großer Bedeutung für den Therapieerfolg. So konnten wir u.a. zeigen, dass bei den prognostisch günstigen HPV-positiven Kopf-Hals-Tumoren eine erhöhte zelluläre Strahlenempfindlichkeit besteht. In einer engen Kooperation der Klinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde mit dem Labor für Strahlenbiologie werden die zugrundeliegenden Mechanismen weitergehend untersucht. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Optimierung der Therapie für diese Tumoren, indem die bereits erhöhte zelluläre Strahlenempfindlichkeit durch eine gezielte Inhibition der zellulären Strahlenantwort und DNA-Reparatursysteme weiter gesteigert wird. So sollen sichere und besser verträgliche Behandlungsmöglichkeiten für diese Tumoren im Rahmen sogenannter deintensivierter Therapiekonzepte etabliert werden.

    Ansprechpartner: Dr. phil. nat. Thorsten Rieckmann

    Publikationen:

    Roscovitine strongly enhances the effect of olaparib on radiosensitivity for HPV neg. but not for HPV pos. HNSCC cell lines. Ziemann F, Seltzsam S, Dreffke K, Preising S, Arenz A, Subtil FSB, Rieckmann T, Engenhart-Cabillic R, Dikomey E, Wittig A. Oncotarget. 2017 Oct 24;8(62):105170-105183.

    G2-checkpoint targeting and radiosensitization of HPV/p16-positive HNSCC cells through the inhibition of Chk1 and Wee1. Busch CJ, Kröger MS, Jensen J, Kriegs M, Gatzemeier F, Petersen C, Münscher A, Rothkamm K, Rieckmann T. Radiother Oncol. 2017 Feb;122(2):260-266.

    Similar cisplatin sensitivity of HPV-positive and -negative HNSCC cell lines. Busch CJ, Becker B, Kriegs M, Gatzemeier F, Krüger K, Möckelmann N, Fritz G, Petersen C, Knecht R, Rothkamm K, Rieckmann T. Oncotarget. 2016 Jun 14;7(24):35832-35842.

    HPV and radiation sensitivity. De Costa AM, Rieckmann T, Kimple R J. Human Papillomavirus (HPV)-Associated Oropharyngeal Cancer. 1st Edition. 2015, Chapter 12, Page 243-289. Springer International Publishing

    The inhibition of PARP but not EGFR results in the radiosensitization of HPV/p16-positive HNSCC cell lines. Güster JD, Weissleder SV, Busch CJ, Kriegs M, Petersen C, Knecht R, Dikomey E, Rieckmann T. Radiother Oncol. 2014 Dec;113(3):345-51.

    New treatment strategies for HPV-positive head and neck cancer. Kofler B, Laban S, Busch CJ, Lörincz B, Knecht R. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2014 Jul;271(7):1861-7.

    HPV-positive HNSCC cell lines but not primary human fibroblasts are radiosensitized by the inhibition of Chk1. Busch CJ, Kriegs M, Laban S, Tribius S, Knecht R, Petersen C, Dikomey E, Rieckmann T. Radiother Oncol. 2013 Sep;108(3):495-9.

    HNSCC cell lines positive for HPV and p16 possess higher cellular radiosensitivity due to an impaired DSB repair capacity. Rieckmann T, Tribius S, Grob TJ, Meyer F, Busch CJ, Petersen C, Dikomey E, Kriegs M. Radiother Oncol. 2013 May;107(2):242-6.

    Impact of HPV status on treatment of squamous cell cancer of the oropharynx: what we know and what we need to know. Tribius S, Ihloff AS, Rieckmann T, Petersen C, Hoffmann M. Cancer Lett. 2011 May 28;304(2):71-9.

  • Die molekulare Charakterisierung von Kopf-Hals-Tumoren bietet die Möglichkeit einer individualisierten Tumortherapie, angepasst an die Tumorcharakteristika der einzelnen Patienten. Dazu untersuchen wir in Kopf-Hals Tumoren in enger Kooperation mit dem Labor für Strahlenbiologie & Experimentelle Radioonkologie das Aktivitätsmuster von Tyrosinkinasen. Hyperaktive, also fehlregulierte Kinasen werden dann auf ihre Eignung als individuelles Ziel für die molekulare Therapie hin getestet. Dabei werden sowohl Zellkulturen aber auch frisches Tumorgewebe untersucht. Für das Kinomprofiling wird zudem die neueste Kinomics-Technologie verwendet, nämlich die PamStation-Technologie der Firma PamGene. Mit Hilfe von small-molecule-Inhibitoren wird anschließend die Wirkung einer Inhibition der neu identifizierten Targets untersucht. Dabei steht nicht nur die alleinige Wirkung der Substanzen im Vordergrund, sondern auch deren Kombination mit Radio- und Chemotherapie. Das Wissen sowohl über individuelle Fehlregulationen als auch über die Wirkung einer gezielten Inhibition sind wichtige Voraussetzungen zur Etablierung personalisierter Targeting-Strategien.

    Ansprechpartner: Dr. med. Lara Bußmann, Dr. med. Joanna Bartels

    Publikationen:

    Molecular targeting in combination with platinum-based chemoradiotherapy in head and neck cancer treatment. Möckelmann N, Kriegs M, Lörincz BB, Busch CJ, Knecht R. Head Neck. 2015 Mar 17. doi: 10.1002/hed.24031. [Epub ahead of print]

    Sorafenib sensitizes head and neck squamous cell carcinoma cells to ionizing radiation. Laban S, Steinmeister L, Gleißner L, Grob TJ, Grénman R, Petersen C, Gal A, Knecht R, Dikomey E, Kriegs M. Radiother Oncol. 2013 Nov;109(2):286-92. doi: 10.1016/j.radonc.2013.07.003. Epub 2013 Aug 13.

  • PicoSecondInfraredLaser im Einsatz
    PicoSecondInfraredLaser im Einsatz

    Die Forschungsgruppe um den kanadische Wissenschaftler Dwayne Miller entdeckte kürzlich eine Möglichkeit, bei der Materie direkt von festem oder flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand versetzt wird, ohne dabei die Energie in thermischer Form, durch akustische Schockwellen oder durch ionisierende Strahlung auf das umliegende Gewebe zu übertragen und das Gewebe zu schädigen. Die Grundlage für das „kalte Verdampfen“ von Gewebe bildet dabei eine besondere Konfiguration von Laserparametern, die als DIVE-Effekt „Desorption by impulsive vibrational excitation“ beschrieben wurde (Physik). Mit der Entwicklung des neuartigen Lasers resultierten neue Konzepte in der Laserchirurgie, die neben einer präziseren und gewebeschonenderen Operation mit kaum noch Narbenbildung (Chirurgie) neue Dimensionen in der ex- und in-vivo Diagnostik von biologischem Gewebe versprechen (Analytik). Derzeit arbeitet ein Team aus Ärzten, Bioanalytikern, Physikern und Chemikern am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und dem Max-Planck-Institut in Hamburg daran, die Machbarkeit dieses neuen Konzepts zu analysieren und eine spätere Umsetzung in die Praxis vorzubereiten. Seit Beginn des Projektes konnte die Arbeitsgruppe das erwartet große Potential des neuartigen Lasers als chirurgisches und diagnostisches Instrument belegen und die Weiterentwicklung fortsetzen.

    Ansprechpartner: PD Dr. med. Arne Böttcher

    Publikationen:

    Petersen H, Tavakoli F, Kruber S, Münscher A, Gliese A, Hansen NO, Uschold S, Eggert D, Robertson WD, Gosau T, Sehner S, Kwiatkowski M, Schlüter H, Schumacher U, Knecht R, Miller RJ. Comparative study of wound healing in rat skin following incision with a novel picosecond infrared laser (PIRL) and different surgical modalities. Lasers Surg Med. 2016 Apr;48(4):385-91.

    Petersen H, Gliese A, Stober Y, Maier S, Hansen NO, Kruber S, Eggert D, Tóth M, Gosau T, Schlüter H, Püschel K, Schumacher U, Miller RJD, Münscher A, Dalchow C. Picosecond Infrared Laser (PIRL) Application in Stapes Surgery-First Experience in Human Temporal Bones. Otol Neurotol. 2018 Apr;39(4):e224-e230.

    Reduction of thermocoagulative injury via use of a picosecond infrared laser (PIRL) in laryngeal tissues. Böttcher A, Kucher S, Knecht R, Jowett N, Krötz P, Reimer R, Schumacher U, Anders S, Münscher A, Dalchow CV, Miller RJ. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2015 Apr;272(4):941-8. doi: 10.1007/s00405-015-3501-4. Epub 2015 Jan 11.

    Bone ablation without thermal or acoustic mechanical injury via a novel picosecond infrared laser (PIRL). Jowett N, Wöllmer W, Reimer R, Zustin J, Schumacher U, Wiseman PW, Mlynarek AM, Böttcher A, Dalchow CV, Lörincz BB, Knecht R, Miller RJ. Otolaryngol Head Neck Surg. 2014 Mar;150(3):385-93. doi: 10.1177/0194599813517213. Epub 2013 Dec 27.

    Use of a microsecond Er:YAG laser in laryngeal surgery reduces collateral thermal injury in comparison to superpulsed CO2 laser. Böttcher A, Jowett N, Kucher S, Reimer R, Schumacher U, Knecht R, Wöllmer W, Münscher A, Dalchow CV. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2014 May;271(5):1121-8. doi: 10.1007/s00405-013-2761-0. Epub 2013 Oct 10.

    Heat generation during ablation of porcine skin with erbium:YAG laser vs a novel picosecond infrared laser. Jowett N, Wöllmer W, Mlynarek AM, Wiseman P, Segal B, Franjic K, Krötz P, Böttcher A, Knecht R, Miller RJ. JAMA Otolaryngol Head Neck Surg. 2013 Aug 1;139(8):828-33. doi: 10.1001/jamaoto.2013.3974.

    A novel tool in laryngeal surgery: preliminary results of the picosecond infrared laser. Böttcher A, Clauditz TS, Knecht R, Kucher S, Wöllmer W, Wilczak W, Krötz P, Jowett N, Dalchow CV, Münscher A, Miller RJ. Laryngoscope. 2013 Nov;123(11):2770-5. doi: 10.1002/lary.24124. Epub 2013 May 13.