Alfred und Angelika Gutermuth-Stiftung

Prof. Dr. Wolf-Karsten Hofmann, Direktor der III. Med. Klinik Hämatologie und Onkologie,
Universitätsmedizin Mannheim, Theodor-Kutzer-Ufer 1 - 3, 68167 Mannheim

Das Myelodysplastische Syndrom (MDS) ist eine klonale Erkrankung der Blutbildung, die im Initialstadium durch ein hyperzelluläres Knochenmark und gleichzeitige periphere Zytopenie gekennzeichnet ist. Im weiteren Verlauf geht das MDS oftmals in eine Akute Myeloische Leukämie (AML) über.

Die Entstehung eines MDS ist ursächlich mit der Akkumulation genetischer Schäden in hämatopoetischen Zellen des Knochenmarks verbunden. Eine zentrale Rolle bei der Steuerung des Zellwachstums spielt das sogenannte RNA-Splicing, die Modifikation der genetischen Informationen beim Umschreiben der DNA (Trägerin der Erbinformation für die Herstellung der RNA) in RNA
.
Als Spleißen bzw. Splicing (v. engl. splice "miteinander verbinden", "zusammenkleben") wird ein wichtiger Schritt der Weiterverarbeitung (Prozessierung) der Ribonukleinsäure (RNA) bezeichnet, Wesentliche Funktion der RNA in der biologischen Zelle ist die Umsetzung von genetischer Information in Proteine.

In enger Kooperation mit einer japanischen Arbeitsgruppe bei der Analyse von Genen, die in den Signalweg des RNA-Splicings eingebunden sind, wurden kürzlich verschiedene Mutationen entdeckt.

Das vorliegende Projekt wird die seit Juni 2010 in der Klinik etablierte neue Sequenzierungstechnik „Next Generation Sequencing“ nutzen, die eine quantitative Mutations-Analyse von U2AF35 in  Knochen-markzellen von MDS-Patienten und anschließend ein Screening für diese Mutationen ermöglicht.
Seit Etablierung der Technik des „Next Generation Sequencing“ wurde intensiv an der Etablierung und Optimierung dieses Verfahrens gearbeitet (federführend Herr Dr. med. Daniel Nowak). Dabei ist es gelungen, erste Proben von Patienten mit MDS zu analysieren.

11/8
Dokumentatonsprojekt zur Praxis der Therapie der akuten Graft versus Host Disease an deutschen Transplantatonszentren

Dr. Daniela Heidereich / PD Dr. Stefan A. Klein,  Universitätsmedizin Mannheim,
III. Med. Klinik Theodor-Kutzer-Ufer 1 -3, 68167 Mannheim

Die akute Graft versus Host Disease (aGvHD) ist die häufigste schwerwiegende Komplikation nach allogener Stammzelltransplantation. Es handelt sich dabei um eine von weißen Blutkörperchen des Spenders, den sog. T-Lymphozyten vermittelte Reaktion gegen gesundes Gewebe des Empfängers. Von dieser Reaktion ist häufig der Darm betroffen. Die Patienten leiden unter schwersten Durchfällen und Bauch-schmerzen. Besonders bei Patienten mit Beteiligung des Darmes ist der Verlauf der aGvHD ungünstig und die Sterblichkeit hoch.

Für die Therapie und das Gesamtmanagement der aGvHD existiert kein einheitliches Vorgehen. Zwischen den einzelnen Transplantationszentren unterscheiden sich die Vorgehensweisen erheblich, teils existiert selbst innerhalb eines Zentrums kein Konsens zur Therapie der akuten GvHD. Diese unbefriedigende Situation ist nicht zuletzt Folge des Umstandes, dass es keine fundierten wissenschaftlichen Studien-ergebnisse zur aGvHD gibt. Bestimmend für die heutige Vorgehensweise sind Studien, die vor mehr als 20 Jahren durchgeführt wurden. Allogene Stammzelltransplantationen in den achtziger und frühen neunziger Jahren unterscheiden sich allerdings beträchtlich von der heutigen Praxis. Das damalige Management der akuten GvHD kann somit nicht auf heute übertragen werden.

Um die Grundlage für ein einheitliches Vorgehen sowie für prospektive Studien zur Therapie der aGvHD zu legen, ist es das Ziel, mittels einer retrospektiven multizen-trischen Analyse den tatsächlichen Status quo des Managements und der Therapie zu erfassen. Darüber hinaus sollen an Hand eines großen Patienten-kollektives Risikofaktoren und optimale Therapiestrategien identifiziert werden.

Im Rahmen einer retrospektiven Analyse der Salvagetherapie der Steroid-refraktären aGvHD des Darmes mittels Pentostatin wurden bereits die notwendigen Strukturen etabliert und Daten mittels einheitlicher Dokumentation an acht teilnehmenden Transplantationszentren durch eine Dokumentationsassistentin aus Mannheim erhoben.

In Kooperation mit dem Deutschen Register Stammzelltransplantation (DRST) sollen  an Hand der Datensätze aus den teilnehmenden Zentren alle Patienten mit aGvHD im Zeitraum von 2006 bis 2009 mit AML als Grunderkrankung identifiziert werden. Die aGvHD-spezifischen Daten werden anschließend nach einheitlichen Kriterien von einer Person an allen Zentren vor Ort dokumentiert. Es sollen ca. 500 Patienten eingeschlos-sen werden. Die Dokumentationsphase soll sich über das ganze Jahr 2012 erstrecken.

siehe auch Veröffentllichung in British Journal of Haematology
Volume 154, Issue 1, pages 143–146, July 2011

nach oben        zur Projektseite        home


11/10
Unterstützung der weiteren Ausbildung einer mediznisch-technischen  Assistentin mit einem Stipendium

Einer im Praktikum befindlichen medizinisch-technischen Assistentin wurde die weitere Ausbildung in England ermöglicht.

Nach erfolgreicher Weiterbildung ist sie seit 01. 01. 2012 im Labor der III. Med. Klinik, Hämatologie und Onkologie der Universitätsmedizin Mannheim angestellt.

nach oben        zur Projektseite        home


geförderte Projekte 2012


12/1
Bedeutung der Cadherine Fat1 und FAT3 bei akuten Leukämien               

Prof. Dr. med. Claudia Baldus Charité – Universitätsmedizin Berlin - Campus
Benjamin Franklin - Hämatologie und Onkologie, Hindenburgdamm 30, 12203 Berlin    

Die Verbesserung in der Behandlung von akuten Leukämien (Blutkrebs) erfordert die Identifizierung von neuen Molekülen, die als Ansatzpunkte für neue Therapien und als Risikofaktoren (zur Vorhersage des Rückfallrisikos) bei akuten Leukämien herangezogen werden können. Insbesondere durch die Weiter-entwicklung von neuen Untersuchungsmethoden und Technologien ist mittlerweile eine genomweite Untersuchung von genetischen Veränderungen möglich geworden.  

So konnten in den letzten Jahren verschiedenen Genveränderungen bei akuten Leukämien nachgewiesen werden, wobei die Bedeutung für eine Vielzahl dieser Veränderungen noch unbekannt ist. In Vorarbeiten konnten wir Genveränderungen (Mutationen) bei Patienten mit einer T-lymphoblastischen Leukämie in den Genen FAT1 und FAT3 nachweisen. Diese Gene gehören zu zellulären Oberflächenproteinen (Cadherine), die eine Vernetzung zwischen verschiedenen Zellen ermöglichen.

In weiterführenden Untersuchungen soll nun die Expression der Gene FAT1  und FAT3 in Leukämiezellen von Patienten mit akuter Leukämie untersucht werden. Zudem soll untersucht werden, inwieweit die Cadherine FAT1 und FAT3 Einfluss auf die Interaktion zwischen Leukämiezellen und umgebenden Knochenmarkbindegewebe nehmen und durch z. B. eine verstärkte Vernetzung der Leukämiezellen mit dem umgebenden Gewebe einen ungewollten Schutzmechanismus für die Leukämiezellen  gegenüber der Chemotherapie darstellen.

veröffentlicht in Blood Cancer Journal (2014) 4, e224; doi:10.1038/bcj.2014.44

nach oben        zur Projektseite        home


12/2
Veränderung in der globalen DNA-Methylierung bei Patienten mit MDS und Deletion am Chromosom 5q

nach oben        zur Projektseite        home

12/3
Untersuchung der globalen DNA-Methylierung in verschiedenen Differenz-ierungsstufen der Hämatopoese zur Charakterisierung des Methylierungsprofils gesunder Zellen zum Vergleich mit dysplastischen und malignen Zellen der Hämatopoese

Dr. med. Mark Reinwald, III. Medizinische Klinik Hämatologie und Onkologie
Universitätsmedizin Mannheim, Theodor-Kutzer-Ufer 1 – 3, 68167 Mannheim


DNA-Methylierung ist ein Prozess bei dem die genetische Information von Zellen modifiziert wird und somit entscheidend an der Steuerung von Zellwachstum, programmiertem Zelltod, Reifung sowie Zellentwicklung beteiligt ist.
Es ist bekannt, das sich während des Heranwachsens des Embryos (Embryogenese) in Säugetieren eine deutliche Veränderung des Methylierungsmusters im Rahmen dieses Reifungs- oder auch Differenzierungs-prozesses zeigt.
Im Mausmodell konnte klar demonstriert werden, dass es insbesondere in hämatopoetischen Zellen während der Differenzierung zu einer deutlichen Hypomethylierung bestimmter Genbereiche kommt und dass bestimmte Reifungsstufen charakteristische Methylierungsprofile aufweisen. Auch zeigte sich, dass hämatopoetische Stammzellen ein charakteristisches Methylierungsprogramm aufweisen, welches die Ausdifferenzierung behindert und die Pluripotenz erhält.

Der Grossteil dieser Studien, der das Methylierungsmuster während der Ausreifung der verschiedenen Zellen der Hämatopoese untersucht, sind aber nur tierexperimentelle Studien, an humanen Zellen wurden solche Experimente bisher nur wenig untersucht.

In dem hier vorliegenden Projekt sollen nun anhand von menschlichen Zellen, gewonnen aus Stammzell-präparaten, das Methylierungsmuster während verschiedener Reifungsstufen der Hämatopoese, beginnend bei der pluripotenten Stammzelle bis hin zur fertigen, ausgereiften weissen Blutzelle untersucht und näher charakterisiert werden.
Die somit gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, den Einfluss der DNA-Methylierung auf den Reifungs-prozess während der physiologischen Ausreifung von Blutzellen näher zu bestimmen. 

Dieses gesunde bzw. physiologische Methylierungsprofil hämatopoetischer Zellen kann dann dazu genutzt werden, bösartige hämatopoetische Erkrankungen wie akute Leukämien oder auch das myelodysplastische Syndrom anhand einer Veränderung im  Methylierungsprofil klar abzugrenzen und somit auch Erkenntnisse über die Pathogenese dieser Erkrankungen zu erhalten.

nach oben        zur Projektseite        home


12/4
Untersuchung des Methylisierungsmusters von überexprimierten Tyrosinkinasen bei der akuten lymphatischen  Leukämie des Erwachsenenalters

Bei vielen Tumorerkrankungen spielen sogenannte Tyrosinkinasen eine Schlüsselrolle. Tyrosinkinasen sind Enzyme, die an die Aminosäure Tyrosin von anderen zellulären Proteinen ein Phosphat „anhängen“ und damit bestimmte Stoffwechselwege oder Signalkaskaden in der Zelle in Gang setzen können. Diese Erkenntnis aus der Grundlagenforschung ist bereits auch vielfach in den klinischen Alltag der Behandlung    von Tumorpatienten eingegangen und hat zur Entwicklung von Medikamenten geführt, mit denen Tyrosin-kinasen selektiv gehemmt werden können.
Diese sogenannten Tyrosinkinase- Inhibitoren (TKI) haben die Behandlung einiger Tumorerkrankungen in den letzten Jahren geradezu revolutioniert.

Das Expressionsmuster von Tyrosinkinasen, d. h letztlich die Konzentration dieser Enzyme in der Zelle, kann durch verschiedene Prozesse beeinflusst sein, zum einen durch genetische und zum anderen durch epigenetische Veränderungen. Zu den letztgenannten zählen Methylierungen von Steuersequenzen („Promotoren“) der Gene.
Durch den prinzipiell reversiblen Prozess der Methylierung kann die Expression eines Gens beeinflusst werden. Ein Gen, dessen Promotoren stark methyliert sind, wird gar nicht oder kaum exprimiert, d. h. kaum „abgelesen“ und das zugehörige Protein liegt nur in geringer Konzentration in der Zelle vor. Ein Gen, dessen Promotoren kaum methyliert sind, wird dagegen in der Regel stark exprimiert, d. h. es liegt in hoher Konzentration vor.

Im Rahmen dieses Projektes soll der Einfluss des Methylierungsmusters auf die Expression von Tyrosin-kinasen  bei Patienten mit akuter lymphatischer Leukämie (ALL) untersucht  werden. Das Projekt ist als Anschlussprojekt eines durch die DFG geförderten Projektes gedacht.

nach oben        zur Projektseite        home


12/5
Unterstützung des Deutschen Registers für Stammzelltransplantationen DRST

Das Deutsche Register für Stammzelltransplantationen (DRST), gegründet am 03. 04.1998 in Frankfurt am Main, ist zuständig für die zentrale Erfassung und standardisierte Aus-wertung aller in deutschen Trans-plantationszentren nach dem 01.01.1998 durchgeführten Transplantationen und liefert zeitnah wichtige Daten über durchgeführte Transplantationen  bei verschiedenen Indikationen.
 
Damit stehen den Transplantationszentren wichtige Referenzgrößen zur Beurteilung, wie auch zur Planung weiterer Aktivitäten und Studien zur Verfügung. Darüber hinaus     unterstützt das DRST die Durchführung von nationalen und internationalen wissenschaftlichen Studien aktiv.
Es arbeitet eng mit dem europäischen Zentrum (European Group for Blood and Marrow Transplantation, Maastricht, Niederlande) zusammen. Dort werden europaweit alle Blutstammzelltransplantationen in einer Datenbank gespeichert.

nach oben        zur Projektseite        home

12/6
Molekulare Targets der alternden Mämatopoese bei Patienten mit myelodys-plastischem Syndrom (MDS)

Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind eine bösartige Erkrankung des Knochenmarks und resultieren in einer unzureichenden Produktion von Blutzellen. Insbesondere der Mangel an roten Blutkörperchen führt zu einer ernsthaften Unterversorgung des Körpers mit Sauerstoff. MDS treten vorrangig in der älteren Bevölke-rungspopulation auf und weisen eine dramatische Zunahme der Inzidenz über 60 Jahre auf. Beim MDS geht man davon aus, dass eine entartete Stammzelle mehrere Veränderungen im Erbgut erfahren hat und deshalb für eine übermäßige Produktion gestörter Blutzellen verantwortlich ist.

Mit der Zunahme des durchschnittlichen Lebensalters in der deutschen (und europäischen) Bevölkerung hat man in den letzten Jahren immer wieder festgestellt, dass ältere, zunächst gesund wirkende Personen, zum Teil ähnliche Symptome wie MDS-Patienten aufweisen. Häufig wird eine Abnahme der Lymphozytenzahl und damit Schwächung des Immunsystems oder eine Verringerung der Produktionsrate von Blutzellen beob-achtet. Neueste Studien liefern Hinweise darauf, dass nicht nur Schäden in den blutbildenden Stammzellen, sondern auch in den Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen für diese Veränderungen ursächlich sein können.
In vorliegenden Projekt sollen Stammzellen und Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen aus dem Knochen-mark von gesunden jungen und alten Probanden sowie MDS Patienten isoliert werden. Im nächsten Schritt erfolgt eine molekular-genetische Analyse durch eine innovative Kombination neuester Hochdurchsatz-techniken, die es ermöglicht, die gesamte DNA auf kleinste Schäden und bestimmte chemische Modifi-kationen, die zum An- oder auch Abschalten von Genen führen, zu analysieren. Da somit fast alle Gene auf potentielle Veränderungen untersucht werden, sollen auf diese Weise Signalwege ermittelt werden, die zu den oben beschriebenen Veränderungen der  Blutbildung im Alter und bei MDS Patienten führen.

Es wird angestrebt. altersabhängige und MDS-spezifische Veränderungen zu ermitteln und die Hypothese zu überprüfen, ob MDS als natürliche Kontinuität aus der alternden Blutbildung entsteht oder als eigen-ständiger Symptomenkomplex zu betrachten ist.

Veröffentlichung in Experimental Hematology Volume 37, Issue 2 , Pages 215-224.e2, February 2009

Genome-wide DNA-mapping of CD34+ cells from patients with myelodysplastic syndrome using 500K SNP arrays identifies significant regions of deletion and uniparental disomy

nach oben        zur Projektseite        home

12/7
Aberrante Chromatin-Modellierung durch das t(6;9) assoziierte Fusionsprotein DEK/CAN

Die aktuelle myeloische Leukämie (AML) ist eine klonale Erkrankung einer frühen myeloischen Vorläurger-zelle. Bei zwei Dritteln der AML-Patienten können numerische oder strukturlle Chromosomenaberrationen nachgewiesen werden, denen eine ursächlich Rolle in der Leukämogenese zugeschrieben werden.
Bei den strukturellen Chromosomenaberrationen handelt es sich in den meisten Fälle um reziproke Chromonentranslokationen.

Einen besonderen Stellenwert nimmt die t(6;9)-positive AML ein, da sie im Gegensatz zu den anderen AML Subtypen, die Erkrankungen des Alters darstellen, gehäuft bei jungen Patienten auftritt und mit einer extrem schlechten Prognose vergesellschaftet ist. Das hat dazu geführt, dass die t(6;9)-positive AML in der neuen WHO-Klassifikation der AML des Erwachsenen als eigene Entität geführt wird. Die t(6;9)(p23q34) kodiert das DEK/CAN Fusionsprotein, das wie andere AML-assoziierte Fusionsproteine, z.B. PML/RARα, oder AML-1/ETO ein aberranter Transkriptionsfaktor ist.

Die genetische Information einer Zelle ist im so genannten Chromatin verpackt, in dem die DNA um Strukturen, die von den Histonen gebildet werden, gewunden ist. Veränderungen dieser Strukturen, durch Methylierung, bzw. Azetylierung steuern die korrekte Verarbeitung der genetischen Information in der Zelle und erlauben, dass ein Gen in das zugehörige Eiweiß umgeschrieben, bzw. nicht umgeschrieben wird. Diese Veränderungen an der „Verpackung“ führen dann zu Strukturveränderungen, direkt an der DNA, die auch an bestimmten Stellen methyliert werden kann. Dadurch wird das zugehörige Gen abgeschaltet. Diese Prozesse werden unter dem Begriff Epigenetik zusammengefasst.

Epigenetik bedeutet die Veränderung der Umsetzung der Erbinformation ohne die in der DNA abgelegten Erbinformation selbst zu verändern. Leukämie-induzierende Faktoren, wie die Translokationprodukte PML/RAR oder AML-1/ETO, sind in der Lage, die Chromatinstruktur aberrant zu modifizieren, so dass es zu ungewünschten Aktivierungen, bzw. Hemmungen von wichtigen Genen kommen kann, was zur Leukämieentstehung beitragen kann.

Ziel des hier vorgestellten Projekts ist es, in einem Modell, das epigenetisch noch kaum determiniert ist, den so genannten embryonalen Stammzellen der Maus den Einfluss von DEK/CAN auf die Epigenetik zu untersuchen. Dadurch soll geklärt werden, welche Bedeutung die epigenetischen Veränderungen für die durch DEK/CAN induzierte Leukämogenese hat. Damit soll das Verständnis für die Mechanismen der Leukämogenese erweitert werden und neue Grundlagen  für molekulare Therapieansätze geschaffen werden.

nach oben        zur Projektseite        home

12/8
Identifizierung klinisch relevanter Adhäsionsmoleküle bei der kindlichen akuten lymphoblastischen Leukämie

Die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) im Kindesalter ist keine einheitliche Erkrankung sondern umfasst verschiedene Unterformen, die sich bezüglich Prognose und Krankheitsverlauf zum Teil deutlich voneinander unterscheiden. Dies erfordert unterschiedliche Behandlungsstrategien um das Rückfallrisiko des Patienten zu minimieren.
Für diese risikoadaptierte Behandlung werden die Patienten anhand von initialen prognostischen Faktoren und Therapieverlaufsparametern in Risikogruppen stratifiziert. Die Stratifizierung erlaubt eine Klassifizierung von ca. 50 % der Patienten in Standard- und Hochrisiko-Gruppe. Aufgrund von fehlenden spezifischen Risikofaktoren werden die restlichen Patienten als Gruppe des intermediären Risikos (IR) zusammen-
gefasst. Ihre klinische Bedeutung folgt aus der Tatsache, dass die Hälfte aller Rezidive aus der IR-Gruppe hervorgeht.
 
Unsere Vorarbeiten zur Identifizierung von Parametern, die mit dem unterschiedlichen klinischen Verlauf assoziiert sind, deuten darauf hin, dass sich die rezidivfreie und rezidivierende ALL in ihren Wechselwir-kungen mit der Mikroumgebung (dem Stroma) unterscheiden.
Diese Erkenntnisse konnten mittels Xenotransplantaten in Stromabasierten in vitro Versuchen und in vivo im NOD/SCID-Mausmodell gewonnen werden. Im beantragten Projekt sollen die Moleküle, die entscheidend für die Wechselwirkungen von ALL und  Mikroumgebung sind, identifiziert werden.
Hierfür wird ein vorhandenes Analyseverfahren (ein durchflusszytrometrisches Mikrobead-basiertes Test-system) weiterentwickelt und an die leukämiespezifische  Fragestellung angepasst. Das Screening potentieller All-Stroma-Interaktionspartner und die Generierung von Expressionsprofilen für die IR-ALLs mit und ohne Rezidiv sollen dazu beitragen, das Rezidivrisiko besser vorherzusagen und zielgerichtete Thera-pien zu entwickeln, die eine optimierte Risikoadaptierte Behandlung der Patienten ermöglichen.

nach oben        zur Projektseite        home

12/9
Der onkogene Transkriptionsfaktor TAL 1 als  Regulator des alternativen  
Splicing; Untersuchungen zum Einfluss von TAL1 auf die Isoformgenerierung
in Leukämiezellen

nach oben        zur Projektseite        home

geförderte Projekte 2013

13/1
Molekulare Targets der alternden Hämatopoese bei Patienten  mit myelodysplas-   ischem Syndrom

Prof. Dr. Wolf-Karsten Hofmann, Direktor der III. Med. Klinik Hämatologie und Onkologie,
Universitätsmedizin Mannheim, Theodor-Kutzer-Ufer 1 - 3, 68167 Mannheim

Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind eine bösartige Erkrankung des Knochenmarks und resultieren in einer unzureichenden Produktion von Blutzellen. Insbesondere der    Mangel an roten Blutkörperchen führt zu einer ernsthaften Unterversorgung des Körpers mit Sauerstoff. MDS treten vorrangig in der älteren Bevölkerungspopulation auf und weisen eine dramatische Zunahme der Inzidenz über 60 Jahre auf.

Beim MDS geht man davon aus, dass eine entartete Stammzelle mehrere Veränderungen im Erbgut erfahren hat und deshalb für eine übermäßige Produktion gestörter Blutzellen verantwortlich ist. Mit der Zunahme des durchschnittlichen Lebensalters in der deutschen (und europäischen) Bevölkerung hat man in den letzten Jahren immer wieder festgestellt, dass ältere, zunächst gesund wirkende Personen, zum Teil ähnliche Symptome wie MDS-Patienten aufweisen.Häufig wird eine Abnahme der Lymphozytenzahl und damit Schwächung des Immunsystems oder eine Verringerung der Produktionsrate von Blutzellen beobach-tet.

Neueste Studien liefern Hinweise darauf, dass nicht nur Schäden in den blutbildenden Stammzellen, sondern auch in den Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen für diese Veränderungen ursächlich sein können.
Im vorliegenden Projekt sollen Stammzellen und Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen aus dem Knochen-mark von gesunden jungen und alten Probanden sowie MDS Patienten isoliert werden. Im nächsten Schritt erfolgt eine molekulargenetische Analyse durch eine innovative Kombination neuester Hochdurchsatztechni-ken, die es ermöglicht, die gesamte DNA auf kleinste Schäden und bestimmte chemische Modifikationen, die zum An- oder auch Abschalten von Genen führen, zu analysieren. Da somit fast alle Gene auf potentielle
Veränderungen untersucht werden, sollen auf diese Weise Signalwege ermittelt werden, die zu den oben beschriebenen Veränderungen der  Blutbildung im Alter und bei MDS Patienten führen.
 
Es wird angestrebt. altersabhängige und MDS-spezifische Veränderungen zu ermitteln und die Hypothese zu überprüfen, ob MDS als natürliche Kontinuität aus der alternden Blutbildung entsteht oder als eigen-ständiger Symptomenkomplex zu betrachten ist.

nach oben        zur Projektseite        home

13/2
Integrierte Analyse von DNA-Methylierung und Genexpression bei  Patienten mit myelodysplastischem Syndrom und Deletion am Chromosom 5 q

siehe 2011 8

Die Fortsetzung der Förderung des Projektes erfolgt, da sich herausgestellt hat, dass
eine einjährige Laufzeit nicht ausreicht, um das Projekt erfolgreich zum Abschluss zu
bringen.
In Kooperation mit dem Deutschen Register Stammzelltransplantation (DRST) werden
an Hand der Datensätze aus den teilnehmenden Zentren aller Patienten mit aGvHD mit
AML oder MDS als Grunderkrankung identifiziert.
Es sind mindestens. 500 Patienten eingeschlossen. Das DRST stellt die Datensätze aller Patienten, die nach der Transplantation eine  GvHD erlitten haben, zur Verfügung.   
Aufbauend auf diesen Daten werden vor Ort in den Transplantationszentren die GvHD-
spezifischen Daten erfasst, so dass einheitliche Datensätze sehr hoher Qualität
gewonnen werden.
 
nach oben        zur Projektseite        home

13/4
Unterstützung des Deutschen Registers für Stammzelltransplantationen DRST

Das Deutsche Register für Stammzelltransplantationen (DRST), gegründet am
03. 04.1998 in Frankfurt am Main, ist zuständig für die zentrale Erfassung und   
standardisierte Auswertung aller in deutschen Transplantationszentren nach dem 
01.01.1998 durchgeführten Transplantationen und liefert zeitnah wichtige Daten
über durchgeführte Transplantationen  bei verschiedenen Indikationen.

Damit stehen den Transplantationszentren wichtige Referenzgrößen zur Beurteilung,
wie auch zur Planung weiterer Aktivitäten und Studien zur Verfügung. Darüber hinaus   
unterstützt das DRST die Durchführung von nationalen und internationalen wissen-
schaftlichen Studien aktiv.

Es arbeitet eng mit dem europäischen Zentrum (European Group for Blood and Marrow  
Transplantation, Maastricht, Niederlande) zusammen. Dort werden europaweit alle 
Blutstammzelltransplantationen in einer Datenbank gespeichert.

nach oben        zur Projektseite        home


13/5
Einfluss von Hypoxie auf die Interaktion von Leukämieblasten mit Knochenmark-Stromazellen

Die akute myeloische Leukämie (AML) ist eine maligne Erkrankung des blutbildenden Systems mit äußerst schlechter Prognose für die Patienten.  
Leukämie-Stammzellen (leukemic stem cells, LSC) sind in den Fokus der zielgerichteten  Therapie-Strategien gerückt, da sie aufgrund ihrer Chemotherapie-Resistenz für die schlechte Prognose der AML verantwortlich gemacht werden. Im Knochenmark stehen die LSCs innerhalb der so genannten Leukämie-Stammzell-Nische in enger Interaktion mit einer Reihe von Stromazellen (umgebende Knochenmarkzellen).
Obwohl bekannt ist, dass das Milieu innerhalb der Leukämie-Stammzell-Nische nur über einen sehr geringen Sauerstoff-Anteil verfügt, wurde der Großteil der bisherigen In-vitro- Studien über die Wechsel-wirkung von LSCs und Stromazellen unter normoxischen (normalen) Bedingungen durchgeführt. Es gibt jedoch erste Hinweise darauf, dass die Sauerstoff-Konzentration Einfluss auf  die Interaktion von Leukämie- und Stromazellen nimmt.
Aus diesem Grund möchten wir in dem geplanten Projekt analysieren, wie sich das Zu-sammenspiel  von LSCs und ihren Stromazellen unter Mangelversorgung mit Sauerstoff  (Hypoxie) im Vergleich zu Normoxie verändert. In früheren Studien konnten wir zeigen, dass sowohl der vaskuläre Wachstumsfaktor VEGF
(Vascular Endothelial Growth Factor) als auch die stammzellrelevanten Signalwege (die  Hedgehog-sowie die Roundabout-Signalkaskade) eine wichtige Funktion beim Zusammenwirken von LSCs und ihren Stromazellen innehaben. 
Daher möchten wir den Fokus des geplanten Projektes zunächst auf diese drei Signalwege legen.Das Ziel des Versuchsvorhabens ist, den Einfluss von Hypoxie auf die Interaktion von Leukämiezellen mit den sie umgebenden Knochenmark-Stromazellen zu analysieren.Hierbei soll der Fokus zunächst auf einige Signalwege gelegt werden, für die wir in Vorarbeiten nachweisen konnten, dass sie eine wichtige Rolle beim Zusammenspiel von Leukämie- und Stromazellen übernehmen. Hierzu zählen neben dem VEGF der Hedgehog- sowie der Roundabout-Signalweg.

nach oben        zur Projektseite        home


13/6
Identifizierung klinisch relevanter Adhäsionsmoleküle bei der kindlichen akuten lymphoblastischen Leukämie

(Definition aus Wikipedia)
Translationale Medizin ist die Schnittstelle zwischen präklinischer Forschung und klinischer Entwicklung. Sie beschäftigt sich mit der Übersetzung von z. B. in-vitro- Modellen oder Tiermodellen in die Anwendung am Menschen.

In der biologischen Forschung steht der Begriff High Throughput für eine Klasse von Technologien die Dank parallelisierter Anordnung einzelner Analysereaktionen, eine große Bandbreite von Molekülen zur gleichen Zeit, auf eine Fragestellung analysieren können.  Die am weitesten verbreiteten Technologien dieser Gruppe sind die Massenspektrometrie, Microarrays und die  Sequenziertechnologien der zweiten Generation (Next Generation Sequencing - NGS).

Nach aktuellem Stand der Technologie ist die gesamte Rechen- und Speicherleistung von Forschung und Industrie nicht ausreichend, um die täglich produzierten Sequenzierungsdaten aus "Next Generation Sequencing (NGS)"-Maschinen zeitnah auszuwerten oder zu speichern. NGS ist nur ein Hochdurchsatzver-fahren das Wissenschaftler, neben klassischen Methoden, zur Verfügung steht. Dies führt zum aktuell gültigen Paradigma: ‚Eine Datenquelle, eine Auswertung mit Wochen an Berechnungszeit‘. Das zusätzliche Verbinden der Datenquellen und funktionale Verknüpfen der Ergebnisse hat bis dato eine Komplexität, der sich nur wenige interdisziplinäre Arbeitsgruppen gestellt haben. Das Verarbeiten der Daten benötigt immer öfter mehr Zeit als die meisten anderen Schritte in einem Forschungsprojekt und ist nur von gut ausge-bildeten Spezialisten ausführbar.  Das Schaffen von Methoden zur Verknüpfung der Daten zwischen techno-logischen Grenzen ist eine richtungsweisende Aufgabe der translationalen Bioinformatik.

Um die stetig wachsenden Anforderungen an Datenhaltung und Auswertung eines Labors zukunftssicher abzudecken, wurde von unserer Abteilung ein eigens dafür konzipiertes Informationssystem entwickelt. Die Software ist zudem für die Darstellung und Verwaltung verschiedenster Laborprozesse optimiert. Die zu-grundeliegende Technologie des Informationssystems beruht auf aktuellen und offenen Technologien ("open-source") sowie modernen Architekturmustern. Unter Berücksichtigung der stetig wachsenden Datenmengen  der Medizin und Biologie wurde eine Architektur implementiert, die eine vereinfachte und kostengünstige Adaption neuer Anforderungen und Problemstellungen ermöglicht.

In projektorientierter Weise werden bereits heute Routine- wie auch Forschungsdaten verarbeitet und strukturiert gespeichert. Eine Kooperation mit der Hochschule Mannheim – Fachbereich Medizinische Informatik ist ein Bezugspunkt für aktuelles und hochwertiges Know How, das in weiteren Projekten der Grundlagenforschung direkt zur Anwendung kommt.

Ziel der Förderung ist die Erweiterung des Informationssystems um standardisierte, wiederverwendbare Architekturen und Methoden zur Unterstützung der Routinediagnostik und Forschung, der Ausbau der Infrastruktur zur Beschleunigung der Auswertung, bzw. Ausgleich des Wachstums der Datenmengen und die Ausbildung und Förderung von Nachwuchswissenschaftlern im Studium der Medizin- / Bio- Informatik durch Ausschreibung von Stellen für Studentische Wissenschaftliche Hilfskräfte zum Schaffen von Kompetenz und Know How während des Studiums.

nach oben        zur Projektseite        home

13/8
Genomische Architektur der akuten lymphoblastischen Leukämie und deren klonale Evolution im Rezidiv

Prof. Dr. med. Claudia Baldus / Lorenz Bastian, Charité, Campus Benjamin Franklin
Hämatologie, Onkologie, Tumorimmunologie, Hindenburgdamm 30, 12203 Berlin

Die Prognose der rezidivierten akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) im Erwachsenenalter ist alles andere als zufriedenstellend. Die Ursachen des im Vergleich zur ALL im Kindesalter deutlich häufigeren Auftretens von Rezidiven und des sehr viel schlechteren Therapie-Ansprechens sind allenfalls anfänglich verstanden. Neben einer schlechteren Verträglichkeit von dosisintensiven konventionellen Therapien scheinen vor allem genetische Erkrankung bei Erwachsenen zu bestimmen.

Mit der Identifizierung der BCR/ABL-Translokation konnte für eine Subgruppe von 25 % der Patienten ein genetischer Treiber der Erkrankung mit einem besonders aggressiven Verlauf gefunden werden. Für die übrigen Patienten stehen zum Teil genetische Marker zur Verfügung, die auf eine ungünstige Prognose hinweisen. Diese genetischen Veränderungen sind jedoch nicht hinreichend, um als ursächlich für die Krankheitsentstehung zu gelten und als therapeutische Zielstrukturen zu fungieren. Zudem finden sich in
23 % der Patienten mit den etablierten zyto- und molekulargenetischen Methoden bisher keine molekularen Veränderungen.
Derzeit ist unklar, wie sich die genetischen Treiber der Krankheitsbiologie von der Erstdiagnose zum Rezidiv verhalten. Es ist nicht bekannt, ob sich das Rezidiv aus primär resistenten Zellen speist, ob unter dem Einfluss der Chemotherapie resistente Subpopulationen von Leukämiezellen selektiert werden, oder ob gänzlich neue Subpopulationen erst entstehen.
Die neue Methode des Next Generation Sequencing, die wir im Rahmen von erfolgreich abgeschlossenen Projekten bereits mehrfach eingesetzt haben, erlaubt eine hochauflösende Charakterisierung von geneti-schen Veränderungen in Leukämiezellen.

Im Rahmen des beantragten Projekts soll anhand von 556 biologisch relevanten Kandidaten-Genen bei 40 Patienten das genomische Profil der ALL des Erwachsenenalters charakterisiert werden.
Durch die Untersuchung von diagnostischem Material aus Erstdiagnose und Rezidiv für jeden dieser Patien-ten und den Abgleich mit klinischen Daten des Krankheitsverlaufs sollen einerseits potentielle genetische Treiber identifiziert und andererseits deren Entwicklung von der Ersterkrankung zum Rezidiv (klonale Evolution) analysiert werden.
Durch Zuordnung der gefundenen genetischen Veränderungen zu einzelnen Signalwegen sollen Angriffs-punkte für neue molekulare Inhibitoren identifiziert werden, von denen bereits eine Vielzahl für unterschied-liche Signalwege zur Verfügung steht. Basierend auf dem genetischen Hintergrund der Krankheitsbiologie ergeben sich damit neue Perspektiven für eine zielgerichtete und individualisierte Therapie der ALL im Erwachsenenalter.

nach oben        zur Projektseite        home


geförderte Projekte 2014


14/1
Analyse genetische Veränderungen in mesenchymalen Stromazellen von Patienten mit myelodysplastischem Syndrom (MDS) in einem neuen in-vivo-Modell

Vorbemerkung zum myelodysplastischen Syndrom (MDS)

Das myelodysplastische Syndrom (MDS) ist eine klonale maligne Erkrankung der Hämatopoese. Das Krankheitsbild ist gekennzeichnet durch eine periphere Zytopenie, hier insbesondere führend eine Anämie. Die Erkrankung betrifft besonders Patienten in fortgeschrittenem Alter, das mediane Alter bei Erstdiagnose beträgt ca. 70 Jahre. Die Standardbehandlung des MDS besteht in der Transfusion von Erythrozytenkonzentraten, eine Vielzahl von experimentellen Therapien von Wachstumsfaktoren über demethylierende Substanzen bis hin zu immunmodulatorischen Medikamenten kommen zur Anwendung, um das Ausmaß der hämatopoetischen Insuffizienz zu verringern. Die einzige kurative Therapieoption für Patienten mit MDS besteht zurzeit in der allogenen Stammzell-transplantation.

Ein großes Problem und ein die Prognose bestimmender Umstand ist, dass die frühe Form des myelodys-plastischen Syndroms, die in der Regel nur durch eine Anämie, Bi- oder Trizytopenie gekennzeichnet ist, sich im Verlauf der Erkrankung verändern kann und es zu einer Entwicklung einer akuten myeloischen Leukämie kommt. Durchschnittlich 30-50% der Patienten erleiden eine solche Transformation innerhalb von 3 Jahren. Es handelt sich dann in der Regel um eine Hochrisiko-Leukämie, die therapeutischen Optionen sind bei den älteren Patienten für diese Erkrankung sehr eingeschränkt.

Die Pathogenese des MDS ist bis heute nicht geklärt. Sieht man von den wenigen Fällen sogenannter sekundärer MDS ab, welche durch die langanhaltende Exposition des betroffenen Patienten zu benzol-haltigen chemischen Stoffen bedingt sein können, kann in über 95 % der Fälle eine Ursache der Erkrankung nicht festgestellt werden. Zwei grundlegende Theorien für die Entstehung der primären Formen des MDS werden heute angenommen:

1. Modell der kompletten klonalen Hämatopoese. Ähnlich wie bei der akuten Leukämie wird davon ausge-gangen, dass das Knochenmark komplett von Zellen eines malignen Klones eingenommen wird. Aus noch ungeklärten Gründen besteht weiterhin eine teilweise Blutbildung, die vorhandenen reifen hämatopoetischen Zellen weisen jedoch strukturelle und funktionelle Defekte auf. Nach einer bis zu mehreren Jahren dauernden „chronischen Phase“ kommt es im Verlauf zur Transformation der Erkrankung zur akuten Leukämie.

2. Modell der Expansion eines malignen Klones neben normaler Hämatopoese. Bei diesem Modell nimmt man an, dass sich Zellen des malignen Klones allmählich neben der normalen Blutbildung etablieren. Es kommt zu einer zunehmenden Verdrängung der normalen Hämatopoese, gleichzeitig wird die Proliferation und Differenzierung der polyklonalen Zellen durch inhibitorische Zytokine (Tumor Nekrose Faktor alpha, TNFa) gehemmt. Die bestehende Restblutbildung kann über Jahre hinweg funktionieren, bis es zur Expan-sion des malignen Klones und damit zur Verdrängung der normalen Blutbildung kommt.

Zusammenfassung

Beim myelodysplastischen Syndrom (MDS) handelt es sich um eine Modellerkrankung der Hämatopoese. Durch verschiedene zellbiologische und molekulargenetische Methoden konnte gezeigt werden, dass für die leukämische Transformation der hämatopoetischen Stammzelle die Kumulation einer Vielzahl von endo-genen und exogenen Ereignissen erforderlich ist. In einem kürzlich von der Arbeitsgruppe Nowak/Hofmann
in Kooperation mit dem Deutschen Krebs Forschungs Zentrum (DKFZ, Arbeitsgruppe Trumpp) etablierten
in-vivo-Modell für das MDS konnte erstmals das Anwachsen typischer MDS-Hämatopoese erreicht werden. Im vorliegenden Projekt sollen genetische Veränderungen in hämatopoetischen als auch in mesenchymalen Stromazellen von MDS-Patienten, welche in das in-vivo-Modell transplantiert worden sind, untersucht werden.

Ziel der Arbeiten für dieses Projekt ist es, die (gestörte?) Interaktion zwischen blutbildenden Zellen und Knochenmarkbindegewebe genau zu analysieren. Damit könnten grundlegende neue Erkenntnisse über die Pathophysiologie des MDS gewonnen werden.

 s. a. MDS-Forum 2014

nach oben        zur Projektseite        home

14/2
Die Rolle der gestörten RNA Prozessierung und Translation in der durch DEK/CAN getriebenen Leukämogenese bei der t(6;9)-positiven AML

nach oben        zur Projektseite        home


14/3
Molekulare Charakterisierung der Chromosomentranslokation t(8;22)(q24;q11) mit MYC-IGL-Juxtaposition bei der ALL vom Burkitt-Typ