Durchflusszytometer

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Strahlentherapie ist eine zentrale Behandlungs-Option in der Onkologie. Auf der Basis der physikalisch-mathematischen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte konnten Bestrahlungsplanung-Algorithmen und die zielgenaue Applikation der Strahlendosis signifikant optimiert werden. Jedoch kann eine oft inhärente Radioresistenz verschiedener solider Tumoren den Erfolg der Strahlentherapie limitieren. Von daher fokussieren unsere biologisch motivierten Forschungsansätze auf eine molekulare Stratifizierung von Patienten und eine molekular zielgerichtete und individualisierte Radiosensibilisierung zur Optimierung des strahlentherapeutischen Erfolgs. Das beschaffte Durchflusszytometer wird im Wesentlichen für die Bearbeitung von Fragestellungen aus den Drittmittel-geförderten und längerfristig angelegten Forschungsverbünden iTarget ,lmmunotargeting of Cancer' (2014-2018), BMBF-ZiSS 'Identifizierung von molekularen Zielstrukturen und Signalnetzwerken, die Strahlenempfindlichkeit und -resistenz beeinflussen' (2012-2016), der BMBF-geförderten klinischen Kooperationsgruppe (KKG) 'Personalisierte Strahlentherapie von Kopf-Hals-Tumoren (HNSCC)' (2013-2016) und SFB 914 'Leukocyte Trafficking' Teilprojekt B06 (2011-2015) eingesetzt. Darüber hinaus gibt es verschiedene Einzelprojektanträge kleineren Volumens, für deren Bearbeitung das Durchflusszytometer essentiell ist. Hierzu gehören ein über DKTK-Standortmittel gefördertes Projekt zur Sensibilisierung des Glioblastoms für Radio- und/oder Chemotherapie durch neuartige HSP90 Inhibitoren (2013-2015), eine Begleitforschungsstudie zu den immunologischen Aspekten der intra-operativen Strahlentherapie beim Mamma-Carcinom (2014-2016), ein Projekt über die Niederdosis-Taxol-Behandlung zur Radiosensibilisierung verschiedener epithelialer Tumore (2014-2015) und zwei Promotionsprojekte des FöFole-Promotionsprogramms der LMU München (2013-2016). Gemeinsamer Schwerpunkt unserer Forschungsansätze ist es, die zellulären Antworten auf Strahlentherapie zu untersuchen, die Beteiligung verschiedener Zelltodformen zu charakterisieren, Resistenzmechanismen aufzuklären und durch Kombination mit molekular zielgerichteten Substanzen eine verstärkte Sensibilisierung von Tumorzellen für die Strahlentherapie und/oder eine Verstärkung der lmmunogenität des strahlungsinduzierten Zelltods im Sinne der Induktion einer Anti-Tumor-Immunantwort zu erreichen Im Rahmen der BMBF-geförderten KKG, des BMBF-ZiSS-Projekts und der beiden Promotionsprojekte des FöFole-Promotionsprgramms untersuchen wir die der Strahlenresistenz des HNSCC zugrunde liegenden Mechanismen. In Patientenproben wurden verschiedene Marker identifiziert, die negativ mit dem klinischen Verlauf nach Strahlentherapie korrelieren (z.B. eine genomische Amplifikation des DNA-Reparatur-Proteins FancA). Zurzeit wird mit Hilfe von Zellkulturmodellsystemen, in denen die Expression dieser Kandidatenproteine an- oder abgeschaltet werden kann, der Einfluss auf die zelluläre Antwort nach Bestrahlung mit verschiedenen Methoden (DNA-Reparatur-, Klonogenitäts-, Viabilitäts- und Zelltod-Assays) insbesondere durchfiusszytometrisch untersucht. Parallel dazu wurden radioresistente Klone etablierter Zelllinien generiert, die aktuell molekularbiologisch (Transcriptomanalysen, Array-CGHs) und durchflusszytometrisch (Tumorstammzellmarker, Zelltodantwort auf Bestrahlung) charakterisiert werden. Hierdurch sollen Zielstrukturen identifiziert werden, deren therapeutische Adressierung (z.B. durch DNA-Reparatur-lnhibitoren, Inhibitoren des Seneszenz-assoziierten Sekretoms und HSP90 Inhibitoren) ein Durchbrechen der Radioresistenz ermöglicht. Vergleichbare Radiosensibilisierungsstrategien werden im DKTK-Projekt zur Sensibilisierung des Glioblastoms für Radio- und/oder Chemotherapie durch HSP90 Inhibitoren und im Projekt zur Radiosensibilisierung verschiedener epithelialer Tumore durch Niederdosis-Taxol-Behandlung verfolgt. Mit den immunologischen Konsequenzen des Strahlungs-induzierten Zelltods, der Rekrutierung, Differenzierung und Aktivierung von Antigen-präsentierenden Zellen im Sinne der Induktion einer Anti-Tumor-Jmmunantwort beschäftigen wir uns im Rahmen des iTarget Programms (Sarcom), Teilprojekt B06 in SFB914 (Mamma-Carcinom und Colorectal-Carcinom) und der klinischen Begleitforschungsstudie zu den immunologischen Konsequenzen der intra-operativen Strahlentherapie beim Mamma-Carcinom. Hier ist das Durchflusszytometer für Zelltod/Seneszenz-Analysen, Efferocytose-Messungen, Cytokin-Bestimmungen und lmmun-Monitoring (Charakterisierung von Monocyten, Macrophagen, dendritischen Zellen und T-Zell-Populationen) von zentraler und essentieller Bedeutung.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Cell surface externalization of annexin A1 as a failsafe mechanism preventing inflammatory responses during secondary necrosis. J Immunol (2009) 183: 8138-8147
  Blume KE, Soeroes S, Waibel M, Keppeler H, Wesselborg S, Herrmann M, Schulze-Osthoff K, Lauber K
  
• Aurora kinase inhibitor ZM447439 induces apoptosis via mitochondrial pathways. Biochem Pharmacol (2010) 79: 122-129
  Li M, Jung A, Ganswindt U, Marini P, Friedl A, Daniel PT, Lauber K, Jendrossek V, Belka C
  
• Phagocytosis of dying tumor cells by human peritoneal mesothelial cells. J Cell Sci (2011) 124: 1644-1654
  Wagner BJ, Lindau D, Ripper D, Stierhof YD, Glatzle J, Witte M, Beck H, Keppeler H, Lauber K, Rammensee HG, Konigsrainer A
  
• Bacterial reprogramming of PBMCs impairs monocyte phagocytosis and modulates adaptive T cell responses. J Leukoc Biol (2012) 91: 977-989
  Andre MC, Gille C, Glemser P, Woiterski J, Hsu HY, Spring B, Keppeler H, Kramer BW, Handgretinger R, Poets CF, Lauber K, Orlikowsky TW
  
• Cleavaae of annexin A1 by ADAM10 during secondary necrosis generates a monocytic ’"find-me" signal. J Immunol (2012) 188: 135-145
  Blume KE, Soeroes S, Keppeler H, Stevanovic S, Kretschmer D, Rautenbera M, Wesselbora S, Lauber K
  
• Release of lysophospholipid "find-me" signals during apoptosis requires the ATP-binding cassette transporter A1. Autoimmunity (2012) 45: 568-573
  Peter C, Waibel M, Keppeler FI, Lehmann R, Xu G, Flalama A, Adamski J, Schulze-Osthoff K, Wesselbora S, Lauber K
  
• Serum-derived plasminogen is activated bv apoptotic cells and promotes their phagocytic clearance. J Immunol (2012) 189: 5722-5728
  Rosenwald M, Koppe U, Keppeler FI, Sauer G, Hennel R, Ernst A, Blume KE, Peter C, Flerrmann M, Belka C, Schulze-Osthoff K, Wesselborg S, Lauber K
  
• Capillary and arteriolar pericytes attract innate leukocytes exiting through venules and 'instruct’ them with pattern-recognition and motility programs. Nat Immunol (2013) 14: 41-51
  Stark K, Eckart A, Haidari S, Tirniceriu A, Lorenz M, von Bruhi ML, Gartner F, Khandoga AG, Legate KR, Pless R, Hepper I, Lauber K, Walzog B, Massberg S
  
• Matrix metalloproteinases modulate ameboid-like migration of neutrophils through inflamed interstitial tissue. Blood (2013) 122: 770-780
  Lerchenberger M, Uhl B, Stark K, Zuchtriegel G, Eckart A, Miller M, Puhr-Westerheide D, Praetner M, Rehberg M, Khandoga AG, Lauber K, Massberg S, Krombach F, Reichel CA
  
• Milk fat globule-EGF factor 8 mediates the enhancement of apoptotic cell clearance by glucocorticoids. Cell Death Differ (2013) 20: 1230-1240
  Lauber K, Keppeler H, Munoz LE, Koppe U, Schröder K, Yamaquchi Y, Krönke G, Uderhardt S, Wesselborq S, Belka C, Naqata S, Herrmann M
  
• Release of monocyte migration signals by breast cancer cell lines after ablative and fractionated gamma-irradiation. Radiat Oncol (2014) 9: 85
  Hennel R, Brix N, Seidl K, Ernst A, Scheithauer H, Belka C, Lauber K
  
• Low and moderate doses of ionizing radiation up to 2 Gy modulate transmigration and chemotaxis of activated macrophages, provoke an anti-inflammatory cytokine milieu, but do not impact upon viability and phagocytic function. Clin Exp Immunol (2015) 179: 50-61
  Wunderlich R, Ernst A, Rodel F, Fietkau R, Ott O, Lauber K, Frev B, Gaipl US
  
• Spatiotemporal expression dynamics of selectins govern the sequential extravasation of neutrophils and monocytes in the acute inflammatory response. Arterioscler Thromb Vase Biol 2015;35:899–910
  Zuchtrieqel G, Uhl B, Maximilian ET Hessenauer, Angela RM Kurz, Rehberq M, Lauber K, Krombach F, Reichel CA