Tumorforschung

Bei DPP-23 handelt es sich um ein sogenanntes Polyphenol, welches ursprünglich in Südkorea als ein mögliches Tumortherapeutikum mit potenziell günstigem Nebenwirkungsprofil entwickelt wurde. Unsere Arbeitsgruppe untersucht die Auswirkungen von DPP-23 auf Kopf-Hals-Tumorzellen und verschiedene gesunde Zelltypen des menschlichen Körpers. Hierbei gilt es zu klären, inwieweit sich die Substanz für die Tumortherapie eignet und welche toxikologischen Eigenschaften sie auf gesunde menschliche Zellen hat, um so ein Nutzen-Risiko-Profil der Substanz erstellen zu können. Zu diesem Zweck kommen Methoden der Zellkultur zum Einsatz, durch die Effekte von DPP-23 beispielsweise auf das Überleben der Zellen insgesamt oder auf deren Erbgut bestimmt werden können.

Salinomycin® ist ein ursprünglich aus der Tierhaltung bekanntes Antibiotikum, das auch eine ausgeprägte zellschädigende Wirkung hat. Dieser zytotoxische Effekt hat dazu geführt, dass über einen Einsatz dieser Substanz als Krebstherapeutikum geforscht wird. Hier ist vor allem die speziell schädigende Wirkung auf Tumorstammzellen hervorzuheben, welche für ein schlechtes Ansprechen von Tumoren auf die Krebstherapie mit verantwortlich gemacht werden. Unsere Gruppe untersucht die Wirkung von Salinomycin® auf Tumorzelllinien des Kopf-Hals-Bereichs sowie auf gesunde menschliche Zellen in verschiedenen Modellsystemen. Auch die Wechselwirkung von Salinomycin®, Strahlentherapie und klassischen Chemotherapeutika wird evaluiert.

Tumoren bestehen neben den eigentlichen Krebszellen unter anderem auch aus nicht-bösartigen Zellen wie Immunzellen oder mesenchymalen Stammzellen. Die Stammzellen können das Wachstum der Tumorzellen sowohl beschleunigen als auch hemmen. Ebenso können Stammzellen die Wirksamkeit einer Chemo- oder Strahlentherapie abschwächen.

In verschiedenen Projekten wird die Wechselwirkung zwischen Stammzellen und Kopf- und Hals-Tumorzellen untersucht. Ein genaueres Verständnis der Interaktionen zwischen Stammzellen und Tumorzellen kann dazu beitragen, Resistenzmechanismen zu identifizieren, körpereigene Mechanismen der Immunabwehr aufzudecken und somit in Zukunft neue Angriffspunkte für eine Tumortherapie entwickeln zu können.

Klassische Chemotherapeutika stellen weiterhin einen wichtigen Bestandteil der medikamentösen Tumortherapie dar. Mit dem Aufkommen der neuen Immuntherapeutika wie Nivolumab® und Pembrolizumab® wird die körpereigene Tumorabwehr zunehmend in den Fokus der Forschung und auch der medikamentösen Immuntherapie gerückt. Dabei zeigen erste Untersuchungen, dass klassische Chemotherapeutika wie Cisplatin neben ihrer bekannten zellschädigenden Wirkung auch immunmodulatorisch wirken können. Diese Wechselwirkungen mit dem körpereigenen Immunsystem untersuchen wir anhand von Tumorzelllinien, Fibroblasten, mesenchymalen Stammzellen und lymphatischen Zellen in verschiedenen Modellen.

Es gibt viele verschiedene Arten von Speicheldrüsentumoren, die sowohl gutartig als auch bösartig sein können. Manchmal ist es schwierig zu bestimmen, ob es sich um einen gutartigen oder bösartigen Speicheldrüsentumor handelt. Bei solchen Unklarheiten sind pathologische Zusatzuntersuchungen erforderlich, die sehr aufwendig sind.
Spektroskopische Techniken ermöglichen es, sehr rasch Informationen über die molekulare und auch mikromorphologische Zusammensetzung von Geweben zu erhalten.

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Pathologie und weiteren technologischen Partnern wird untersucht, inwieweit Gewebe vorbereitet werden muss, um verlässliche spektroskopische Messungen zu ermöglichen. Ebenso wird an Speicheldrüsentumoren erforscht, ob spektroskopische Messungen bei der Bestimmung der Tumorart hilfreich sein können.

Tumoren des Kopf-Hals-Bereiches weisen ab einer gewissen Größe in ihrem Inneren häufig Areale mit niedriger Sauerstoffkonzentration, sogenannte hypoxische Areale, auf. Dies ist ein Zeichen der ungenügenden Sauerstoff- und Nährstoffzufuhr, welche durch die fehlende Gefäßversorgung bis in das Innere des Tumors entsteht. Die Wechselwirkungen dieser hypoxischen Areale auf die Tumorzellen oder die den Tumor umgebenden mesenchymalen Stammzellen sind bisher noch weitgehend unbekannt. Hierzu führen wir Experimente mit Tumorzellen sowie mit Stammzellen und Fibroblasten sowohl unter normalen Sauerstoffkonzentrationen als auch unter Hypoxie durch. Hierdurch sollen die Mechanismen oder begünstigende Faktoren, die trotz einer Unterversorgung mit Sauerstoff ein weiteres Tumorwachstum verursachen, untersucht werden.

Die Tumormikroumgebung beinhaltet neben den eigentlichen Tumorzellen die sie umgebenden Bindegewebs-, Immun- und Stammzellen. Die genaue Kenntnis über das Zusammenspiel von Krebs- und Immunzellen hat nicht nur Auswirkungen auf unser Verständnis über die Krebsentwicklung, sondern ist auch bereits therapeutisch nutzbar geworden.

Dieses Projekt beschäftigt sich mit neutrophilen Granulozyten aus der Tumormikroumgebung von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen. Ziel ist es herauszufinden, ob und wie neutrophile Granulozyten das Wachstum, die Streuung sowie die medikamentöse Therapie von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen beeinflussen. Auch wird anhand klinischer Daten geprüft, welchen Einfluss eine hohe Dichte von neutrophilen Granulozyten in der Tumormikroumgebung auf die Prognose von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen hat.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Ultraschalluntersuchung wird beim Kontrastmittel-verstärkten Ultraschall (contrast-enhanced ultrasound, CEUS) ein Kontrastmittel während der Untersuchung über die Vene verabreicht, mit welchem sich Gefäße und Durchblutungsmuster im Gewebe deutlich besser darstellen lassen. In der Diagnostik von Raumforderungen der Leber ist diese Technik bereits fester Bestandteil klinischer Standards. Ziel unserer Forschungsgruppe ist nun, den Kontrastmittel-Ultraschall für Anwendungsbereiche im Kopf-Hals-Bereich zu evaluieren. Hierfür werden in mehreren klinischen Untersuchungen Patientinnen und Patienten mit verschiedenen Raumforderungen im Kopf-Hals-Bereich untersucht und mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren sowie den nach einer entsprechenden Operation vorliegenden pathologischen Ergebnissen verglichen. Ziel ist die Etablierung dieses Verfahrens als Routinediagnostikum.