Neuroonkologie | Forschung

Willkommen im Neurochirurgischen Labor für Neuroonkologie und Tumorbiologie

In unserem Labor widmen wir uns der Erforschung von Glioblastomen, einer der aggressivsten und heterogensten Hirntumorarten. Unser Ziel ist es, die biologischen Mechanismen, die das Tumorwachstum, die interzelluläre Kommunikation und die Resistenz gegenüber bestehenden Therapien antreiben, besser zu verstehen.

Julius Beichert

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Alumni

Jonathan Bergner

Till Helm

Steffen Schlieper-Scherf

Anika Simon PhD

Jena Kim

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Niklas Zimmermann

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Tumorzellnetzwerke und Interzelluläre Kommunikation

Wir analysieren, wie Glioblastomzellen durch spezialisierte Strukturen, sogenannte Tumormikrotubes, miteinander verbunden sind. Diese Netzwerke ermöglichen nicht nur die Kommunikation zwischen Zellen, sondern tragen auch zur Invasion, Proliferation und Therapieresistenz bei.

In einer Studie in enger Zusammenarbeit mit der Klinischen Kooperationseinheit (KKE) Neuroonkologie (https://www.dkfz.de/de/neuroonkologie/index.php) des Deutschen Krebsforschungszentrums (https://www.dkfz.de/de/index.html) wurde untersucht, ob Glioblastomzellen, die sich schnell vermehren, auch dazu neigen, in gesundes Gewebe einzuwandern, oder ob diese Eigenschaften von unterschiedlichen Zelltypen stammen. Mit spezieller Mikroskopie wurde das Verhalten der Tumorzellen über mehrere Wochen in lebendem Gewebe beobachtet. Die Zellen wurden mit fluoreszierenden Markern gekennzeichnet, um ihre Aktivität zu verfolgen. Zusätzlich wurde eine Genanalyse durchgeführt, um verschiedene Zelltypen und Zustände zu erkennen. Dabei zeigte sich, dass invasive Tumorzellen auch ein hohes Potenzial zur Vermehrung haben.

Präklinische Modelle zur Untersuchung von Therapien

Unser Labor nutzt innovative präklinische Modelle, darunter patientenabgeleitete Tumoroide und Hirntumororganoide, um die Wirkung von Medikamenten und externen Einflüssen von verschiedenen Medikamenten oder von elektrischen Feldern auf Tumorzellnetzwerke zu untersuchen.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe für Präzisionsmedizin am Luxemburg Institute of Health haben wir eine Plattform für die funktionelle Analyse von Medikamenten mit patientenabgeleiteten 3D-Glioblastom-Tumoroiden entwickelt. Dies ermöglicht eine schnelle Bewertung von Therapieoptionen bei Rezidiven. Mittels konfokaler Mikroskopie wurden die Lebensfähigkeit und die strukturellen Eigenschaften der Tumoroide analysiert. Automatisierte Software quantifizierte Tumorkomplexität und Zellviabilität. Die dynamische Signaltransduktion wurde mittels zeitaufgelöster Ca2+-Bildgebung untersucht, und molekulare Profile der ursprünglichen Tumoren wurden mit Medikamentenreaktionen korreliert. Innerhalb von zwei Wochen konnten potenzielle Behandlungsoptionen identifiziert werden. Diese Plattform könnte im Verlauf eine Alternative für die aktuell ausschließlich auf molekularen Markern basierte personalisierte Therapie von Glioblastom-Patienten darstellen.

Heterogenität und Neuro-Krebs-Interaktionen

Wir erforschen, wie glioblastomassoziierte Zellen zwischen verschiedenen Zuständen wechseln, darunter invasive, einzeln agierende Zellen und dicht vernetzte Zellcluster. Dabei untersuchen wir auch, wie neuronale und krebsbedingte Mechanismen zur Krankheitsprogression beitragen.

Unser Labor widmet sich dem besseren Verständnis der Glioblastom-Heterogenität sowie der Entwicklung, präklinischen Testung und Abbildung neuer Therapieansätze. Dafür sind vielseitige Tumormodelle und Primärzelllinien unverzichtbar. Als Teil von UNITE Glioblastoma („Understanding and Targeting Resistance in Glioblastoma“) arbeiten wir eng mit Ärzt:innen und Wissenschaftler:innen des Universitätsklinikums Heidelberg, des Universitätsklinikums Mannheim, des Deutschen Krebsforschungszentrums und der Hochschule Mannheim zusammen, um innovative Lösungen für die Behandlung dieser komplexen Tumorerkrankung zu entwickeln.

Unser Ansatz

Mit modernsten Technologien wie 2D- und 3D-Livezellmikroskopie sowie genetisch kodierten Reportersystemen (z. B. Kalziumreportern) erfassen wir dynamische Prozesse in Echtzeit. Diese Daten helfen uns, ein detailliertes Verständnis für die strukturelle und funktionelle Integrität von Tumorzellnetzwerken zu entwickeln und potenzielle Schwachstellen für therapeutische Eingriffe zu identifizieren.

Unsere Vision

Unser Ziel ist es, die molekularen, zellulären und funktionellen Unterschiede von Glioblastomen besser zu verstehen, um Therapieansätze gezielt zu untersuchen und weiterzuentwickeln.

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