Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

Tumorforschung

Personalisierte Therapiestrategien für Tumorerkrankungen erforschen

Personalisierte Tumortherapie
© Fraunhofer ITEM, P. Reinig

Die Erforschung metastatischer Krebserkrankungen sowie die Entwicklung von Diagnostika und pharmazeutischen Produkten stehen am Fraunhofer ITEM in Regensburg im Fokus. Ziel ist es, die Erkrankung des einzelnen Menschen zu verstehen, eine adäquate Diagnostik zu etablieren sowie die Prävention voranzubringen und Therapien zu optimieren.

Besondere Expertise

Molekularbiologische Charakterisierung einzelner Krebszellen

Eine Expertise der Forschenden liegt in der molekularbiologischen Charakterisierung einzelner Krebszellen, die als zirkulierende Tumorzellen aus Flüssigbiopsien, der sogenannten Liquid Biopsy, oder als disseminierte Krebszellen aus Lymphknotengewebe oder Knochenmark isoliert werden. Um neue therapiebegleitende Monitoring-Strategien zu definieren, wurden das Konzept der Liquid Biopsy und die Technologie zur Einzelzellanalyse weiterentwickelt, sodass auch Krebszellen aus dem Nervenwasser (Liquor cerebrospinalis) isoliert und analysiert werden können.

Patientenspezifische Therapien

Für die Entwicklung von patientenspezifischen Therapien, beispielsweise mit monoklonalen Antikörpern als Checkpoint-Inhibitoren und Arzneimitteln für neuartige Therapien (ATMPs), etablieren die Forschenden integrierte Teststrategien auf der Basis von Ex-vivo-Modellen aus menschlichen Tumorproben. Außerdem bauen sie das Hochdurchsatz-Wirkstoff-Screening auf der Grundlage von patientenindividuellen Modellen stetig weiter aus. Das am Institut verankerte Datenmanagement und die fundierte Bioinformatik ermöglichen die passgenaue Analyse der generierten multidimensionalen Daten.

Biotechnologische Prozessentwicklung und Herstellung

Die biotechnologische Prozessentwicklung und Herstellung neuer aktiver Moleküle und Prüfpräparate gegen Tumorerkrankungen ist am Fraunhofer ITEM am Standort Braunschweig etabliert und wird durch den Aufbau einer Toolbox für Analyse, molekulare Charakterisierung und Zelllinienentwicklung weiter ausgebaut. Im Fokus stehen dabei Herstellungsverfahren für kleine bi-spezifische Single-Chain-Antikörper (BiTEs), die an T-Zellen oder CART-Zellen binden und dazu führen, dass Tumorzellen vom Immunsystem erkannt werden (Immuntherapie).

Risikobewertung

Die Tumorgenese spielt ebenfalls eine Rolle bei der Risikobewertung von Wirkstoffen und Chemikalien. Auch im Auftrag der europäischen Zulassungsbehörden wie EMA, ECHA und EFSA erarbeitet das Fraunhofer ITEM in verschiedenen Projekten Beispiele einer Risikobewertung nichtgentoxischer Substanzen mithilfe von QSAR- und In-vitro-Modellen. Damit erweitert es auch seinen bereits bestehenden Erfahrungsschatz bei der Erforschung und Anwendung von integrierten Bewertungs- und Teststrategien (IATA) – einer Risikobewertung, die das 3R-Prinzip berücksichtigt.

Tumorforschung: Aktuelle Projekte und Highlights

 

© Fraunhofer ITEM, Patrick Reinig

Sequenzierung von Einzelzell-miRNA

Methodenvergleich und Anwendung auf Zelllinien und zirkulierende Lungentumorzellen.

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© Fraunhofer ITEM

Metastasen-Bildung erforschen

In dem Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) 305 arbeiten Forschende daran, die Metastasen-Bildung mithilfe von patientenspezifischen Modellsystemen zu erforschen.

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Liquordiagnostik

Mithilfe von Liquordiagnostik sollen präanalytische Standards für Biomarkerstudien mit Liquor sowie molekulargenetische Tests entwickelt werden.

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Einzelzellsequenzierung

Methodik zur Biomarker-Etablierung bei systemischen, chronischen Erkrankungen.

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Publikationen

  • Mederer, T., Elsner, F., Robold, T., Grosser, C., Neu, R., Ried, M., Bleicher, S., Schamberger, T., Blochberger, I., Hofmann, H. S., Klein, C. A. (2022). EpCAM-positive disseminated cancer cells in bone marrow impact on survival of early-stage NSCLC patients. Lung Cancer 167: 73-77. doi: 10.1016/j.lungcan.2022.02.008 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169500222003646?via%3Dihub  - Open Access
  • Metzenmacher, M., Hegedus, B., Forster, J., Schramm, A., Horn, P. A., Klein, C. A., Bielefeld, N., Ploenes, T., Aigner, C., Theegarten, D., Schildhaus, H. U., Siveke, J. T., Schuler, M., Lueong, S. S. (2022). Combined multimodal ctDNA analysis and radiological imaging for tumor surveillance in Non-small cell lung cancer. Translational Oncology 15(1): 101279. doi: 10.1016/j.tranon.2021.101279 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1936523321002709?via%3Dihub  - Open Access
  • Meumann, N., Schmithals, C., Elenschneider, L., Hansen, T., Balakrishnan, A., Hu, Q., Hook, S., Schmitz, J., Brasen, J. H., Franke, A. C., Olarewaju, O., Brandenberger, C., Talbot, S. R., Fangmann, J., Hacker, U. T., Odenthal, M., Ott, M., Piiper, A., Buning, H. (2022). Hepatocellular Carcinoma Is a Natural Target for Adeno-Associated Virus (AAV) 2 Vectors. Cancers 14(2). doi: 10.3390/cancers14020427 https://www.mdpi.com/2072-6694/14/2/427  - Open Access
  • Scheiter, A., Evert, K., Reibenspies, L., Cigliano, A., Annweiler, K., Muller, K., Pohmerer, L. M., Xu, H., Cui, G., Itzel, T., Materna-Reichelt, S., Coluccio, A., Honarnejad, K., Teufel, A., Brochhausen, C., Dombrowski, F., Chen, X., Evert, M., Calvisi, D. F., Utpatel, K. (2022). RASSF1A independence and early galectin-1 upregulation in PIK3CA-induced hepatocarcinogenesis: new therapeutic venues. Molecular Oncology 16(5): 1091-1118. doi: 10.1002/1878-0261.13135 https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1878-0261.13135  - Open Access
  • Wege, A. K., Rom-Jurek, E. M., Jank, P., Denkert, C., Ugocsai, P., Solbach, C., Blohmer, J. U., Sinn, B., van Mackelenbergh, M., Mobus, V., Trumpp, A., Marangoni, E., Pfarr, N., Irlbeck, C., Warfsmann, J., Polzer, B., Weber, F., Ortmann, O., Loibl, S., Vladimirova, V., Brockhoff, G. (2022). mdm2 gene amplification is associated with luminal breast cancer progression in humanized PDX mice and a worse outcome of estrogen receptor positive disease. International Journal of Cancer 150(8): 1357-1372. doi: 10.1002/ijc.33911 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ijc.33911  - Open Access