Chirurgie

PI: Priv.-Doz. Dr. med. Jochen Gaedcke, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Kinderchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen

Die Vorhersage des Therapieerfolgs beim Rektum-Karzinom lässt bisher noch keine personalisierte Therapie zu. Eine mögliche Ursache hierfür könnte darin liegen, dass in der prätherapeutischen Probe jene Zellen, die Resistenz vermitteln, in sehr geringer Menge vorkommen und so initial nicht detektiert werden. Um dies zu untersuchen, soll residuelles Tumormaterial nach Radiochemotherapie hinsichtlich Genexpression mit prätherapeutischen Biopsien verglichen werden. Weitere molekulare Parameter an diesen Zellen werden in Kooperation mit T. Ried (NCI) erhoben.

Modellsysteme und Methoden:
- Gen- und miRNA-Expressionsanalysen sowie DNA-Analysen via next Generation Sequencing
- mRNA- und miRNA-Untersuchung mittels Quantitytive Real Time PCR
- Bestimmung der Mutationsfrequenz Tumor relevanter SNP
- funktionelle Validierung relevanter Gene

Publikationen:
Gaedcke J, Grade M, Camps J, Søkilde R, Kaczkowski B, Schetter AJ, Difilippantonio MJ, Harris CC, Ghadimi BM, Møller S, Beissbarth T, Ried T, Litman T. The rectal cancer microRNAome--microRNA expression in rectal cancer and matched normal mucosa. Clin Cancer Res. 2012 Sep 15;18(18):4919-30. Epub 2012 Jul 31.

Jo P, Jung K, Grade M, Conradi LC, Wolff HA, Kitz J, Becker H, Rüschoff J, Hartmann A, Beissbarth T, Müller-Dornieden A, Ghadimi M, Schneider-Stock R, Gaedcke J. CpG island methylator phenotype infers a poor disease-free survival in locally advanced rectal cancer. Surgery. 2012 Apr;151(4):564-70. doi: 10.1016/j.surg.2011.08.013. Epub 2011 Oct 14.

Gaedcke J, Grade M, Jung K, Schirmer M, Jo P, Obermeyer C, Wolff HA, Herrmann MK, Beissbarth T, Becker H, Ried T, Ghadimi M. KRAS and BRAF mutations in patients with rectal cancer treated with preoperative chemoradiotherapy. Radiother Oncol. 2010 Jan;94(1):76-81. doi: 10.1016/j.radonc.2009.10.001. Epub 2009 Nov 11.

PI: Priv.-Doz. Dr. med. Jochen Gaedcke, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Kinderchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen

Molekulare Marker im Blut sollen identifiziert werden, die sich unter Therapie ändern und ein Verschwinden des Tumors anzeigen. Solche Marker sollen für die frühe Detektion von Rezidiven verwendet werden. Diese Analysen sollen zum einen an zirkulierenden DNAs durchgeführt werden, zum anderen an miRNAs. Erst werden an Tumorbiopsien DNA-Mutationen und miRNA-Expressions-profile identifiziert. Diese werden dann im Blut gemessen und mit dem Therapieverlauf verglichen.

Modellsysteme und Methoden:

• Isolierung vom zirkulierenden miRNA aus Plasma und aus FFPE Material
• DNA Isolierung aus FFPE Material mittels Microdissetion
• Expressionsanalysen von miRNA via Quantitative Real Time PCR 
• DNA-Sequenzierung an Tumor, Mukosa und frei zirkulierender DNA

Publikationen:
Gaedcke J, Grade M, Camps J, Søkilde R, Kaczkowski B, Schetter AJ, Difilippantonio MJ, Harris CC, Ghadimi BM, Møller S, Beissbarth T, Ried T, Litman T. The rectal cancer microRNAome--microRNA expression in rectal cancer and matched normal mucosa. Clin Cancer Res. 2012 Sep 15;18(18):4919-30. Epub 2012 Jul 31.

Salendo J, Spitzner M, Kramer F, Zhang X, Jo P, Wolff HA, Kitz J, Kaulfuß S, Beißbarth T, Dobbelstein M, Ghadimi M, Grade M, Gaedcke J. Identification of a microRNA expression signature for chemoradiosensitivity of colorectal cancer cells, involving miRNAs-320a, -224, -132 and let7g. Radiother Oncol. 2013 Sep;108(3):451-7. doi: 10.1016/j.radonc.2013.06.032. Epub 2013 Aug 7.

Beck J, Bierau S, Balzer S, Andag R, Kanzow P, Schmitz J, Gaedcke J, Moerer O, Slotta JE, Walson P, Kollmar O, Oellerich M, Schütz E. Digital droplet PCR for rapid quantification of donor DNA in the circulation of transplant recipients as a potential universal biomarker of graft injury. Clin Chem. 2013 Dec;59(12):1732-41. doi: 10.1373/clinchem.2013.210328. Epub 2013 Sep 23.

PI: Priv.-Doz. Dr. med. Marian Grade, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Kinderchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen

Ziel des Projektes ist die Etablierung einer Inhibierung des Wnt/ß-catenin und Jak/Stat Signalwegs zur Sensibilisierung resistenter Rektumkarzinome für eine Radiochemotherapie (RCT). Zudem sollen die Signal-Intermediate als prädiktive Parameter evaluiert werden, um eine prätherapeutische Stratifizierung von Patienten zu erlauben. Wir konnten bereits zeigen, dass RCT-resistente Rektumkarzinome höhere Expressionslevel des Wnt-Transkriptionsfaktor TCF4 aufweisen als sensible Karzinome (Ghadimi, Grade et al. 2005). Nachfolgend fanden wir, dass ein Ausschalten von TCF4 in Wnt-aktiven kolorektalen Karzinom-Zelllinien für eine RCT sensibilisiert (Kendziorra et al. 2011). Zudem konnten wir nachweisen, dass die Expression von STAT3 positiv mit der Resistenz kolorektaler Karzinomzelllinien auf eine 5-FU-basierte RCT korrelierte (Spitzner et al. 2010) und dass die Inhibierung von STAT3 in vitro und in vivo zu einer signifikant gesteigerten Strahlentherapie-Empfindlichkeit (verminderten Resistenz) führt (Spitzner et al. 2014). Zusammenfassend haben wir erstmals bisher unbekannte Funktionen des Wnt/ß-catenin und Jak/Stat Signalwegs in der Vermittlung einer Radiochemotherapie-Resistenz aufgezeigt – beide Signalwege stellen somit potentielle Angriffspunkte zur Sensibilisierung resistenter Rektumkarzinome für eine Radiochemotherapie dar.

• Modellsysteme und Methoden:
• Zellkultur von humanen Karzinom- und Normalzelllinien
• Transfektionsmethoden (Lipid-basiert - forward / reverse, Amaxa)
• In vitro Modell zur Testung von Radio(chemo)-Resistenz 
• Verschiedene zellbasierte Assays (Proliferation, Viabilität, Apoptose)
• Verschiedene molekularbiologische Methoden (Western Blot, PCR)
• Nacktmausmodell für Bestrahlungsversuche
• Immunhistochemische Färbungen an humanen Geweben und Biopsien

Publikationen:
Spitzner M1, Roesler B, Bielfeld C, Emons G, Gaedcke J, Wolff HA, Rave-Fränk M, Kramer F, Beissbarth T, Kitz J, Wienands J, Ghadimi BM, Ebner R, Ried T, Grade M. STAT3 inhibition sensitizes colorectal cancer to chemoradiotherapy in vitro and in vivo. Int J Cancer. 2014 Feb 15;134(4):997-1007. doi: 10.1002/ijc.28429. Epub 2013 Sep 3.

Kendziorra E1, Ahlborn K, Spitzner M, Rave-Fränk M, Emons G, Gaedcke J, Kramer F, Wolff HA, Becker H, Beissbarth T, Ebner R, Ghadimi BM, Pukrop T, Ried T, Grade M. Silencing of the Wnt transcription factor TCF4 sensitizes colorectal cancer cells to (chemo-) radiotherapy. Carcinogenesis. 2011 Dec;32(12):1824-31. doi: 10.1093/carcin/bgr222. Epub 2011 Oct 8.

Grade M1, Hummon AB, Camps J, Emons G, Spitzner M, Gaedcke J, Hoermann P, Ebner R, Becker H, Difilippantonio MJ, Ghadimi BM, Beissbarth T, Caplen NJ, Ried T. A genomic strategy for the functional validation of colorectal cancer genes identifies potential therapeutic targets. Int J Cancer. 2011 Mar 1;128(5):1069-79. doi: 10.1002/ijc.25453.

PI: Prof. Dr. med. Sarah König, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Kinderchirurgie, Universitätsmedizin Göttingen

Leberzellschädigung (mit Ausschüttung von Wachstumshormonen und Zytokinen) kann die Proliferation metastasierender Tumorzellen induzieren. Durch gezielte Antagonisierung wird überprüft, ob die Tumor-unterstützende Wirkung der Leberregeneration verhindert werden kann. Wir untersuchen, inwieweit die Modulationen des pro-inflammatorischen Leberzellkompartiments oder Seneszenz infolge Bestrahlung einen therapeutischen Ansatz bieten. Daraus sollen Strategien abgeleitet werden, wie später bei Patienten die Balance des Lebermikromilieus zwischen einem proliferativen (z. B. infolge einer Leberteilresektion oder lebertoxischen Chemotherapie) und statischen Zustand erhalten bzw. wiederhergestellt werden kann.

Modellsysteme und Methoden:

• Syngene und orthotope Lebermetastasen-Modelle des kolorektalen Karzinoms (Ratte und Maus)
• Operative Techniken (Leberteilresektion, Pfortaderisolation, Splenektomie, lokale und disseminierte Tumorzellimplantationstechniken)
• perkutane Bestrahlung von ‚Regions of Interest‘ in der Leber
• In vivo-Imaging im Infrarotbereich und Magnetresonanztomographie (MRT)
• Kokultursysteme mit kolorektalen Tumorzellen und primären Leberzellen (Hepatozyten, Nicht-Parenchymzellen, Makrophagen/Kupfferzellen) oder konditionierten Medien
• Magnetic-activated cell sorting zur Zellisolierung und -aufreinigung

Publikationen:

Krause P, Flikweert H, Monin M, Seif Amir Hosseini A, Helms G, Cantanhede G, Ghadimi BM, Koenig S (2013). Increased growth of colorectal liver metastasis following partial hepatectomy. Clin Exp Metast 5:681-693

Krause P, Bobisch NS, Thelen P, Koehler K, Koenig S, Becker H, Leister I (2011). The plasminogen-activator-inhibitor-system in colon cancer cell lines is influenced by the CO2-pneumoperitoneum. Int J Colorectal Dis 26:37-43.

Krause P, Wolff HA, Rave-Frank M, Schmidberger H, Becker H, Hess CF, Christiansen H*, Koenig S* (2011). Fractionated external beam radiotherapy as a suitable preparative regimen for hepatocyte transplantation after partial hepatectomy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 80:1214-1219. *shared senior authorship