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Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg
Wir forschen für die Zukunft krebskranker Kinder
Das 2006 unter dem Motto „Mehr Forschung – mehr Hoffnung“ gegründete Institut widmet sich der Erforschung der molekularen Mechanismen der Krebserkrankungen bei Kindern, um neue Wege der Diagnostik und Therapie zu finden. Nur wenn wir die Krebsentstehung auf molekularer Ebene verstehen, sind wir in der Lage, gezielt neue Behandlungsansätze zu entwickeln.
Das Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg kooperiert personell und inhaltlich eng mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und liegt räumlich direkt gegenüber der Klinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie. Kürzer kann der Weg zwischen Forschung und Krankenbett nicht sein.
Finanzierung
Das Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg wird aus Spenden und durch öffentliche und private Drittmittelgeber finanziert. Firmen, Stiftungen und Privatpersonen engagieren sich direkt und langfristig in Form von Projekt- und Laborpatenschaften. Aber auch öffentliche Fördermittel von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Deutschen Krebshilfe, der Europäischen Union und anderen Drittmittelgebern wurden für die zukunftsweisenden Forschungsprojekte eingeworben.
Unter der Leitung von Prof. Dr. Martin Horstmann, einem erfahrenen Kinderonkologen, arbeitet ein Team von 20 Mitarbeitern an den erfolgsversprechenden Projekten.
Forschungsprojekte
1. Leukämien
Leukämien sind die häufigsten Krebserkrankungen bei Kindern. Prof. Dr. Martin Horstmann leitet eine der größten Therapieoptimierungsstudie für Leukämieerkrankungen bei Kindern in Deutschland, die COALL-Studie.
Über 80% der kleinen Patienten können heute mit dieser Therapie langfristig geheilt werden. Der Preis dafür ist hoch, denn lebensbedrohliche Nebenwirkungen und gravierende Spätfolgen begleiten die Therapie.
Deshalb forscht Prof. Horstmann mit seinem Team in enger Zusammenarbeit mit der Kinderklinik des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf an den grundlegenden Entstehungsmechanismen der Leukämien, um wirkungsvollere und schonendere Therapien zu entwickeln, die auf jeden Patienten und sein individuelles Krankheitsbild zugeschnitten sind.
1.1. In der Reifung gestoppt
Was blockiert die Ausreifung von Leukämiezellen?
Bei der Entstehung einer Leukämie kommt es zu einem Reifungsstopp der weißen Blutzellen im Knochenmark, der dazu führt, dass sich die Zellen nicht zu funktionsfähigen Zellen weiterentwickeln.
Sie werden auf einer frühen Entwicklungsstufe blockiert und vermehren sich unkontrolliert.
Ziel des Projektes
Diesen Reifungsstopp genauer zu untersuchen, um zu überprüfen, ob durch die Aufhebung der Blockierung auf molekularer Ebene die Leukämiezellen wieder in einen normalen Entwicklungsprozess zurückgeführt werden können.
In der Reifung gestoppt. Die weißen Blutzellen reifen normalerweise im Knochenmark über verschiedene Vorläuferstufen zu reifen weißen Blutzellen. Bei einer Leukämie kommt es zu einem Reifungsstopp auf einer dieser Vorläuferstufen und so zur unkontrollierten Vermehrung der Krebszellen.
1.2 Zellteilungsstörungen
Wie kommt es zur anormalen Chromosomenzahl der Leukämiezellen?
Ein wesentliches Merkmal von Leukämiezellen sind Veränderungen im Chromosomensatz. Diese entstehen im Allgemeinen durch Störungen bei der Zellteilung. Die Tatsache, dass in Leukämiezellen nahezu jedes Chromosom davon betroffen sein kann, legt nahe, dass eine übergeordnete Störung der Zellteilung vorliegt.
Ziel der Untersuchungen von Prof. Horstmann und seinem Team
Insbesondere mit Hilfe der FISH-Analytik (Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung) sowie der PCR (Polymerasekettenreaktion) regulatorische Mechanismen zu analysieren, die die Prozesse der Zellteilung überwachen. So sollen Ansätze gefunden werden, wie die ungleiche Verteilung der Chromosomen bei Leukämiezellen verhindert werden kann.
Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH)
Dargestellt sind drei Lymphoblasten eines Patienten mit einem Verlust eines Gens. Die Lymphoblasten wurden mit einer rot-fluoreszierender Zentromersonde und einer grün-fluoreszierender Gensonde, die für das untersuchte Gen spezifisch ist, hybridisiert.
1.3 Risikoeinschätzung von Leukämien
So viel Therapie wie nötig - so wenig wie möglich
Circa 75 % der von T-Zellen abstammenden akuten lymphatischen Leukämien (T-ALL) sind heute schon heilbar. Trotzdem ist eine verbesserte Risikoeinschätzung dieser Leukämien dringend notwendig, denn bei einem Rückfall ist die Krankheit kaum heilbar.
Ziel des Projektes
Mit Hilfe von sogenannten Gen-Chips und bioinformatischen Auswertungsmethoden werden neue Strategien entwickelt, um bereits bei Diagnosestellung den Verlauf der Leukämien möglichst präzise vorhersagen zu können.
So soll die Therapie möglichst früh und möglichst optimal an den individuellen Krankheitsverlauf eines Patienten angepasst und das Risiko eines Rückfalls sowie Nebenwirkungen und Spätfolgen verringert werden.
Hierzu arbeitet das Team von Prof. Dr. Martin Horstmann eng mit dem Zentrum für Bioinformatik der Universität Hamburg zusammen.
Gen-Chips
ermöglichen die Untersuchung aller aktivierten Gene in Leukämiezellen. Hierzu ist für jedes Gen eine spezifische Sonde auf dem Chip vorhanden. Der Nachweis erfolgt über ein mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiertes Protein. Werden diese Daten bioinformatisch ausgewertet, kann der Aktivitätszustand aller Gene erfasst werden und darüber möglicherweise ein Risikoprofil für den Patienten entworfen werden.
2. Genomische Stabilität
DNA-Reparatur unter der Lupe
Unser Erbgut, die DNA, ist ständig schädigenden Einflüssen wie beispielsweise UV-Strahlung oder Chemikalien ausgesetzt. Diese Schäden können jedoch normalerweise von speziellen Reparaturwerkzeugen der Zelle repariert werden. Funktionieren die Reparaturmechanismen nicht, sammeln sich die DNA-Schäden an und können zur Entstehung von Krebs führen. Andererseits ist es aber auch denkbar, dass Krebszellen diese Reparatursysteme missbrauchen, um der zelltoxischen Wirkung von Chemotherapeutika zu widerstehen.
Ziel des Projektes
Mechanismen zu untersuchen, die den DNA-Reparaturprozess in übergeordneter Weise kontrollieren, um so möglicherweise neue Möglichkeiten für die Krebsprävention aufzeigen zu können. Als Modell wird hierbei an Melanozyten, den pigmentbildenden Zellen der Haut geforscht, die stark der UV-Strahlung ausgesetzt sind und zum malignen Melanom, dem „schwarzen Hautkrebs“ entarten können.
DNA-Reparatur unter der Lupe.
Unser genetisches Material, die DNA, ist ständig schädigenden Einflüssen ausgesetzt. Um die entstehenden DNA-Schäden (Mutationen) zu reparieren, besitzen die Zellen ein Reparatursystem. Hierbei handelt es sich um einen Komplex aus über 40 Proteinen, der die beschädigten Stellen aus der DNA herausschneidet und repariert. Sind diese Reparaturmechanismen defekt, sammeln sich DNA-Schäden an und es kann zur Krebsentstehung kommen.
3. Signalweiterleitung
Wie sind Krebszellen in ihrer Kommunikation gestört?
Damit unser Körper optimal funktioniert, müssen alle Körperzellen direkt oder indirekt miteinander Kontakt halten. Bei Krebszellen ist diese Kommunikation mit der Umgebung häufig gestört. Sie reagieren teilweise auf Signale, die gar nicht für sie bestimmt sind, erkennen für sie gedachte Signale nicht oder agieren völlig losgelöst von der Kommunikation der anderen Zellen. Diese fehlgesteuerte Signalübertragung kann dazu führen, dass sie sich unkontrolliert vermehren können.
Forschungsschwerpunkt
Das Team von Prof. Dr. Martin Horstmann und Dr. Kevin Dierck untersucht deshalb, auf welche Weise sich die Kommunikation von Leukämiezellen von jener der normalen Blutzellen unterscheidet.
Hierbei wird unter anderem nachgewiesen, ob die Leukämiezellen andere für die Kommunikation wichtige Moleküle tragen als die normalen Zellen und ob diese aktiviert oder aktivierbar sind.
So soll die Grundlage dafür gelegt werden, die Fehlfunktion der Leukämiezellen in der Signalweiterleitung mit Hilfe von spezifischen Medikamenten auszugleichen und die unkontrollierte Vermehrung der Leukämiezellen zu stoppen.
Fehlgesteuerte Kommunikation: Krebszellen können im Gegensatz zu normalen Zellen andere, veränderte oder zu viele Moleküle tragen, die für die Kommunikation zwischen den Zellen wichtig sind. Dadurch kann es zu einer Verstärkung der Signalweiterleitung und so zur unkontrollierten Vermehrung der Krebszellen kommen.
4. Hirntumorforschung
In Ergänzung zu der aktuellen bundesweiten Therapieoptimierungsstudie HIT2000 für Kinder und Jugendliche mit den häufigsten bösartigen Hirntumoren (Medullblastom, PNET und Ependymom), deren Studienzentrale unter Leitung von Prof. Dr. Stefan Rutkowski im März an das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf gewechselt ist, ist der Aufbau einer Arbeitsgruppe Pädiatrische Neuroonkologie am Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg geplant.
Forschungsschwerpunkt dieser Arbeitsgruppe
Relevante Signalwege, die für die Entstehung und Ausbreitung dieser Tumoren maßgeblich sind, neue prognostische molekularbiologische Parameter, sowie Substanzen und Zielstrukturen, die für künftige zielgerichtete Therapieformen geeignet sind, zu erforschen.
Wichtige Hinweise für künftige klinische Therapieverbesserungen können des Weiteren auch aus Untersuchungen von Radiosensitizern (simultane Radiochemotherapie) und differenzierungsinduzierenden Substanzen gewonnen werden.
Weitere Informationen finden Sie auf unserer Homepage
