Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) macht 90 % der bösartigen Pankreaskarzinome aus und ist mittlerweile die vierthäufigste krebsbedingte Todesursache in der westlichen Welt. Trotz Fortschritten in der Tumorerkennung und -behandlung bleibt das Pankreaskarzinom mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von unter 10 % eine der tödlichsten bösartigen Erkrankungen. Eine schlechte Prognose beim Pankreaskarzinom ist mit einer niedrigen Früherkennungsrate, einem schnellen Fortschreiten, der Entwicklung von Arzneimittelresistenzen und dem Fehlen einer wirksamen Therapie begründet. Die einzige potenziell kurative Option ist die chirurgische Resektion des Tumors, wobei aber nur ca. 20 % der Patienten einen operativ resektablen Tumor aufweisen. Die molekularen Mechanismen der Therapieresistenz beim Pankreaskarzinom sind bisher nicht vollständig verstanden beruhen aber insbesondere auf genetischen und epigenetischen Veränderungen die unter anderem zu einer verdichteten und immunsuppresiven Tumormikroumgebung führen. In diesem Projekt beleuchten wir insbesondere die zell- und molekularbiologischen Zusammenhänge zwischen Veränderungen der Matrixproteine in der Tumormikroumgebung und Entwicklung einer Immun- und Chemotherapie Resistenz. Diese Erkenntnisse ermöglichen neue diagnostische Strategien um Resistenzmechanismen beim Pankreaskarzinom vorherzusagen und mit innovativen Ansätzen zu durchbrechen.

Krebs des oberen GI-Trakts (GI-CA) und des hepatisch-pankreatisch-biliären Systems (HPB-CA) hat typischerweise eine schlechte Prognose, insbesondere da die meisten dieser Tumoren erst in einem sehr fortgeschrittenen Tumorstadium diagnostiziert werden. Zudem weisen HPB-CA eine ausgeprägte vorbestehende und/oder erworbene Therapieresistenz auf. Innovative Ansätze die auf eine Verbesserung der Diagnose bzw. des Screenings sowie auf die Entwicklung personalisierter Therapiestrategie zielen werden daher dringen benötigt.

Cancer Liquid biopsy, also die Diagnose von Körperflüssigkeiten anstelle von Tumorgewebeproben, bietet vielversprechende Möglichkeiten bezogen auf breit angelegte und kostengünstige Screenings in der Krebsvorsorge. Dabei steht die Analyse von zirkulierenden Tumorzellen, zellfreier Nukleinsäuren und Exosmosen im Vordergrund. Dennoch ist die Liquid Biopsy noch kein breit etabliertes Standardverfahren.

Bei der personalisierten Krebstherapie wird die Behandlung auf die spezifischen Tumoreigenschaften, z.B. die Beschaffenheit der Tumormikroumgebung, den Immunstatus des Tumors oder Therapieresistenzen, abgestimmt. Tumororganoide, die die zelluläre und molekulare Heterogenität eines Tumors sehr gut widerspiegeln, entwickeln sich in diesem Zusammenhang zu einer vielversprechenden diagnostischen Plattform.

Durch die Kombination von Liquid Biopsy und organoidbasierten therapeutischen Tests wollen wir eine deutliche Verbesserung in der Tumordiagnostik erzielen und interdisziplinäre (Chemotherapie, Bestrahlung und Chirurgie) personalisierte therapeutische Strategien etablieren.

Das kolorektale Karzinom gehört weltweit zu den an den häufigsten auftretenden Krebsarten. Ca. eine Million neu auftretende Tumore und 500.000 Todesfälle pro Jahr verdeutlichen die dringende Notwendigkeit, neue therapeutischer Ansätze im Kampf gegen das kolorektale Karzinom zu finden. In Anlehnung an die TNM-Klassifikation werden Tumore anhand ihrer Tumorgröße, der lymphogenen Metastasierung und der Fernmetastasen eingeteilt. Aus Klassifikation resultieren Prognoseeinschätzung und Therapieempfehlung. Dabei sieht die konventionelle Therapie die chirurgische Entfernung des Tumors sowie verschiedene Chemotherapieregime vor.

Bei Entstehung, Progression und Metastasierung spielen vorallem immunopathologische und matrix-verändernde Mechanismen eine Rolle. In diesem Zusammenhang ist die Rolle regulativer microRNAs (miRNA) ein interessantes Forschungsfeld.

miRNAs wirken als negative Regulatoren der Genexpression und sind an der Regulation biologischer Prozesse, einschließlich Zellwachstum, Differenzierung und Apoptose, sowohl unter physiologischen Bedingungen als auch bei Krankheiten wie Tumoren beteiligt.

In diesem Projekt untersuchen wir die molekularen Regulationsmechanismen angiogenetischer und fibroseassozierter microRNAs bei der Tumorentstehung, Progression und Metastasierung beim kolorektalen Karzinom.

Insbesondere analysieren wir Zusammenhängen zwischen Expression einzelner microRNAs und der klassischen histopathologischen TNM-Kategorien und dem Überleben der Patienten. Die daraus gewonnen Erkenntnisse ermöglichen die Entwicklung neuer Therapiestrategien beim kolorektalen Rezidivkarzinom.