Inverses Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Strahlentherapie ist eine zentrale Therapie-Option in der Onkologie. Auf der Basis der physikalisch-mathematischen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte konnten Bestrahlungsplanung-Algorithmen und die zielgenaue Applikation der Strahlendosis signifikant optimiert werden. Jedoch kann eine oft inhärente Radioresistenz verschiedener solider Tumoren die Erfolge der Strahlentherapie limitieren. Von daher fokussieren unsere biologisch motivierten Forschungsansätze auf eine molekulare Stratifizierung von Patienten und eine molekular zielgerichtete und individualisierte Radiosensibilisierung zur Optimierung des strahlentherapeutischen Erfolgs. Das beschaffte Fluoreszenzmikroskop wird im Wesentlichen für die Bearbeitung von Fragestellungen aus den Drittmittel-geförderten und längerfristig angelegten Forschungsverbünden BMBF-ZiSS 'Identifizierung von molekularen Zielstrukturen und Signalnetzwerken, die Strahlenempfindlichkeit und -resistenz beeinflussen' (2012-2016), der BMBF-geförderten klinischen Kooperationsgruppe 'Personalisierte Strahlentherapie von Kopf-Hals-Tumoren' (2013-2015) und SFB 914 'Leukocyte Trafficking' Teilprojekt 806 (2011-2015) eingesetzt. Gemeinsamer Schwerpunkt aller dieser Forschungsansätze ist die Kombination von Strahlentherapie mit molekular zielgerichteten Substanzen, um eine verstärkte Sensibilisierung von Tumorzellen für die Strahlentherapie und/oder eine Verstärkung der Immunogenität des strahlungsinduzierten Zelltods im Sinne der Induktion einer Anti-Tumor-Immunantwort zu erreichen. Im Rahmen des BMBF-ZiSS-Projekts wurden radioresistente Klone von Plattenepitehlkarzinomen der Kopf-Hals-Region (HNSCC) hergestellt. Die der Radioresistenz zugrunde liegenden Mechanismen werden zurzeit aufgeklärt. Mit Hilfe von molekular zielgerichteten Agenzien, die die Mechanismen der Radioresistenz adressieren, soll anschließend versucht werden, die Tumorzellen wieder für Strahlentherapie zu sensibilisieren. In den Vorarbeiten zur Etablierung der mittlerweile BMBF-geförderten klinischen Kooperationsgruppe 'Personalisierte Strahlentherapie von Kopf-Hals-Tumoren' wurden in Patientenproben verschiedene Marker identifiziert, die negativ mit dem klinischen Verlauf nach Strahlentherapie korrelieren (z.B. eine genomische Amplifikation des DNA-Reparatur-Proteins FancA). Zurzeit werden Zellkulturmodellsysteme, in denen die Expression dieser Marker an- oder abgeschaltet wurde, charaktensiert, und es wird versucht, die durch diese Faktoren vermittelte Radioresistenz der Tumorzellen durch Kombination mit verschiedenen molekular zielgerichteten Agenzien (z.B. DNA-Reparatur-Inhibitoren) zu durchbrechen. Teilprojekt B06 in SFB 914 'Leukocyte Trafficking' beschäftigt sich mit der Immunogenität des strahlungsinduzierten Zelltods, der Rekrutierung von Leukocyten durch absterbende Tumorzellen und der Eliminierung absterbender Tumorzellen durch professionellen Phagocyten. Hier wird untersucht, inwiefern verschiedene Applikationsarten ionisierender Strahlung (fraktioniert oder ablativ) die Immunogenität des strahlungsinduzierten Zelltods beeinflussen und ob diese durch Kombination mit bestimmten molekular zielgerichteten Agenzien gesteigert werden kann. Allen diesen Fragestellungen ist gemeinsam, dass verschiedene Tumorzellmodelle bestrahlt und/oder mit molekular zielgerichteten Substanzen behandelt werden, und anschließend verschiedene Endpunkte, wie DNA-Schadensreparatur, Apoptose-Induktion, Seneszenz-Induktion, klonogenes Überleben, Tumorzell- oder Immunzellmigration, Phagocytose, u.a., analysiert werden. Für diese Untersuchungen ist das beschaffte Fluoreszenzmikroskop von zentraler und essentieller Bedeutung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Cell surface externalization of annexin A1 as a failsafe mechanism preventing inflammatory responses during secondary necrosis. J Immunol (2009) 183: 8138-8147
Blume KE, Soeroes S, Waibel M, Keppeler H, Wesselborg S, Herrmann M, Schulze-Osthoff K, Lauber K
- Aurora kinase inhibitor ZM447439 induces apoptosis via mitochondrial pathways. Biochem Pharmacol (2010) 79: 122-129
Li M, Jung A, Ganswindt U, Marini P, Friedl A, Daniel PT, Lauber K, Jendrossek V, Belka C
- Phagocytosis of dying tumor cells by human peritoneal mesothelial cells. J Cell Sci (2011) 124: 1644-1654
Wagner BJ, Lindau D, Ripper D, Stierhof YD, Glatzle J, Witte M, Beck H, Keppeler H, Lauber K, Rammensee HG, Konigsrainer A
- Bacterial reprogramming of PBMCs impairs monocyte phagocytosis and modulates adaptive T cell responses. J Leukoc Biol (2012) 91: 977-989
Andre MC, Gille C, Glemser P, Woiterski J, Hsu HY, Spring B, Keppeler H, Kramer BW, Handgretinger R, Poets CF, Lauber K, Orlikowsky TW
- Cleavage of annex in A1 by ADAM10 during secondary necrosis generates a monocytic 'find-me" signal. J Immunol (2012) 188: 135-145
Blume KE, Soeroes S, Keppeler H, Stevanovic S, Kretschmer D, Rautenberg M, Wesselborg S, Lauber K
- Release of lysophospholipid ‘find-me' signals during apoptosis requires the ATP-binding cassette transporter A1. Autoimmunity (2012) 45: 568-573
Peter C, Waibel M, Keppeler H, Lehmann R, Xu G, Halama A, Adamski J, Schulze-Osthoff K, Wesselborg S, Lauber K
- Serum-derived plasminogen is activated bv apoptotic cells and promotes their phagocytic clearance. J Immunol (2012) 189: 5722-5728
Rosenwald M, Koppe U, Keppeler H, Sauer G, Hennel R, Ernst A, Blume KE, Peter C, Herrmann M, Belka C, Schulze-Osthoff K, Wesselborg S, Lauber K
- Capillary and arteriolar pericytes attract innate leukocytes exiting through venules and 'instruct' them with pattern-recognition and motility programs. Nat Immunol (2013) 14: 41-51
Stark K, Eckart A, Haidari S, Tirniceriu A, Lorenz M, von Bruhl ML, Gartner F, Khandoga AG, Legate KR, Pless R, Hepper I, Lauber K, Walzog B, Massberg S
