Tumorstammzellen ein Mythos?

Transkript

1 BioBilanz 2008 : Sind Tumorstammzellen die Ursache von Krebserkrankungen? Dr. Christian RA Regenbrecht Max lanck Institut für molekulare Genetik Luckenwalde, 11. Dezember 2008 Tumorstammzellen ein Mythos? Nessi UFO Bigfoot

2 Tumorstammzellen ein Mythos? Nessi UFO Bigfoot Die Tumorstammzellhypothese Self renewal Stammzell Nische Self renewal Vorläufer Zellen Tumor Stammzelle Tumor rogression Differenzierte Zellen

3 Klinische Bedeutung von Tumorstammzellen Therapie tötet Tumor Bulk Zellen Therapie tötet Tumorstammzellen Tumor wächst nach Tumor kann nicht nachwachsen Glioblastom (GBM WHO IV)

4 räparation von Tumorgewebe für die Zellkultur Histologie (H&E) Gefäßproliferate(Links); Nekrose/Apoptose (Mitte); Mitosen (Rechts)

5 Anreicherung von Tumorstammzellen Änderungen in dermorphologie Nicht angereichert Normales RMI medium hes Zellen mit Feeder Zellen Angereichert ES Zellkultur Medium

6 Magnetische Sortierung: CD133 Antikörper Labeling Magnetische Separation Elution der positiven Zellen Ergebnis der Anreicherung Negative opulation ositive opulation ES Medium RMI ES Medium RMI Angereicherte putative CSCs

7 Anreicherung von CD133+ Zellen Negative Fraction ositive Fraction 9 Days Treated 16 Days Treated ES medium RMI ES medium RMI % CD133 ositive Cells Schlüsselgene, die differenziert reguliert sind Gene Symbol DHA1 Neo1 ABCA1 RL30 BM2 CK2 VEGF AI1 CD99 CDH1 IA Gene Function primary link between glycolysis and the tricarboxylic acid (TCA) cycle Neural precursor Multi drug resistancy Associated with adverse outcome in Medulloblastoma. transforming growth factor beta (TGFB) superfamily. Key mediator for HDAC1 and HDAC2 activation under hypoxia in tumor cells Mitogenic, angiogenesis, promoting cell migration, and inhibiting apoptosis. BM dependent vascularization; BM indep. tumor growth and angiogenesis. Correlates with extent of tumor invasion, mitotic activity, Ki 67 labeling index, Correlation with gastric, breast, colorectal, thyroid and ovarian cancer. Inhibitor of Apoptosis

8 Expressionsvergleich zu normalen Stammzellen CD133 CD Gene Neue Therapies? 140 Gene Neue Marker? hes CSC Marker in Melanomen 10 atienten 1 Diagnose (malignanes Melanom) 10 heterogene Marker Eine Therapie???

9 Die TGFß Signalkaskade Die TGFß Signalkaskade (= p44/42 MAK)

10 Western blot von ERK1/2 ES+FGF ES+FGF+SU5402 ES FGF ES FGF+SU5402 ES+FGF ES+FGF+SU5402 ES FGF ES FGF+SU5402 S ns S ns perk1/2 ERK1/2 Mel1 ns Mel1 S Mel2 Mel3 Mel1 3 melanoma cells (patient derived) SU5402 FGF R inhibitor S Side population (put. CSCs) ns non Side population (bulk) RAS RAS RAF1! MEK1 MEK2 GT GD! TGFß R2 TAB1 TAK1 TAB1 TAK1 FAK INTEGRIN B SHC SOS TEN GRB2!Available inhibitors (currently under investigation) ERK1 ERK2!! p38 p42! ERK1 ERK2 SMAD2 SMAD4 SMAD2 MSK1 90RSK MNK1 EST1 C MYC ELK1 STAT3 MNK2 EST2 C MYC

11 CSC: Berlin cancerstemcells Stammzellen Eigenschaften Definition Charité, MI-MG Modellsysteme Zelllinien atientengewebe rimäre Zellkulturen Klinische Daten Epidemol. Daten Behandlung Verlauf Tumorstammzellen Eigenschaften Definition Kultivierung Anreicherung Isolierung bekannte/neue Marker KLINIK bekannte/neue Zielmoleküle Miltenyi MI Charité BMSB ToposNomos Eurogentec Signature diagn. Alacris harma Technologien zur Identifikation von Tumorstammzellen 2 nd generation seqencing Expressionsanalysen roteomics Epigenomics Systembiologie Toponomics RNAi (Metabolomics) Technologien zum Targeting von Tumorstammzellen harmacogenomics Strukturbiologie Toponom Analysen Systembiologie Neue molekulare Marker Histopathologische Diagnostik ELISA FACS Immunologische Verfahren Biochemische Verfahren Molekulargenetische Verfahren ToposNomos Alacris Miltenyi Amaxa OrthoBT Eurogentec startups

12 ALACRIS harmaceuticals: Von Symptom basierter Behandlung zu individualisierten Therapien So wird Krebs heute behandelt ersonalisierte Medizin Symptome Screening harmacogenomics Diagnose Diagnose Therapie räventive Behandlung Der richtige Wirkstoff Alternative Behandlung Keine Therapie Die 4 Kernprojekte Anreicherung von CSC C. Regenbrecht/ Miltenyi CSC Expressionsprofiling R. Schäfer/ Signature Diagn. Systembiologie J. Adjaye/ ALACRIS CSC Nischen. Walden/ TopoNomos

13 Danksagungen Max lanck Institut f. molek.genetik Dr. J. Adjaye rof. H. Lehrach Yvonne Welte Charité Universitätsmedizin Berlin Dr. C. Richter Ehrenstein rof. R. Schäfer rof.. Walden ALACRIS Miltenyi Biotec Dr. A. Bosio Dr. O. Hart Dr. C. Vess Alacris haramceuticals rof. G. Church rof. B. Herrmann Shahid Imran Dr. G. Zybarth