Wie entsteht Hautkrebs? Dieser Frage geht das Labor für Molekulare Zellbiologie (LMZ) am Elbe Klinikum Buxtehude seit Jahren mit Grundlagenforschung zu den zellulären, molekularen, genetischen und epigenetischen Entstehungsmechanismen nach. Finanzielle Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung in Höhe von 370.000 Euro hat nun die Anschaffung eines sogenannten „Next Generation Sequencer“ (NGS) ermöglicht. Forscher, Experten aus dem Bereich biologische UV-Forschung und Hautkrebs sowie Vertreter des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) kamen in der vergangenen Woche zu einer Veranstaltung in Buxtehude zusammen. Sie referierten und diskutierten über die Nutzung von „Next Generation Sequencing“ in der biologischen UV-Forschung und berie-ten, welche weiterreichenden Förderungsmöglichkeiten für die biologische UV-Forschung in Deutschland angefacht werden können.

Der NGS wird in einem laufenden (BMBF geförderten) Forschungsprojekt zur Stammzell-abhängigen, UV-induzierten Entstehung des malignen Melanoms, also des „schwarzen Hautkrebses“ und weiteren Projekten zur personalisierten Medizin eingesetzt. Dr. Beate Volkmer und Dr. Rüdiger Greinert, die gemeinsam das LMZ am Elbe Klinikum Buxtehude leiten, betonen: „Diese Erweiterung unserer Forschungsmöglichkeiten stellt einen Meilenstein in der Laborlandschaft der Elbe Kliniken dar. Sie ermöglicht uns eine weitere Vertiefung der Erkenntnisse über UV-bedingte Hautkrebsentstehung und deren Nutzung für Risikoanalyse und Verbesserung personalisierter Strategien in Diagnostik, Prognose und Prädiktion von Therapie-Optionen für Hautkrebs.“

NGS ermöglicht parallele Sequenzierung von Genen
Das NGS-Verfahren ermöglicht es, viele hunderte Gene parallel zu sequenzieren, also die Reihenfolge der Basensequenzen innerhalb eines DNA-Strangs zu bestimmen. So lassen sich kleinste Veränderungen, beispielsweise Mutationen, sichtbar machen. Mithilfe des NGS können die Forscherinnen und Forscher eine Vielzahl an Genen, die mit einem bestimmten Krankheitsbild zusammenhängen, in einem einzigen Sequenzierlauf analysieren. Dies macht eine zügige Analyse und die Entwicklung personalisierter Therapieoptionen möglich. „Next Generation Sequencing wird außerdem dazu beitragen können, in den nächsten Jahren Impfungen gegen Krebs zu entwickeln,“ prognostiziert Dr. Rüdiger Greinert. 

Aufgrund des beachtlichen technologischen Fortschrittes in der molekularen und genetischen Diagnostik und dem damit verbundenen Zuwachs im Verständnis der Entstehung von unterschiedlichen Krankheitsbildern, zum Beispiel Krebs, kam es in den letzten zwei Jahrzehnten zu einem grundsätzlichen Paradigmenwechsel in den Behandlungs- und Therapie-Strategien. Dieser führt weg von Ansätzen, die davon ausgehen, dass eine Therapieform für alle Patienten gleichermaßen angebracht ist. Stattdessen liegt der Fokus nun auf personalisierten, molekular hergeleiteten Behandlungs-Strategien, der so-genannten „personalisierten Medizin“ oder „Präzisions-Medizin“. Sie basiert auf grundlagen-wissenschaftlicher Forschung, unter anderem in den Bereichen Genetik, Molekularbiologie, Biochemie und Physiologie. „Das Ziel ist die Aufklärung individueller Unterschiede in Krankheitsbildern und -entwicklungen bei Krebs-, aber auch anderen Erkrankungen, wie z.B. neurodegenerativen, kardiologischen und entzündungsbedingten Krankheitsbildern“, erläutert Dr. Beate Volkmer. Diese Vorgehensweise ermöglicht nicht nur eine personalisierte Diagnostik und Behandlung, sondern kann auch im Vorfeld für eine individualisierte Prävention, also die Benennung und Vermeidung bestimmter Risikofaktoren, bzw. die Früherkennung von Krebs eingesetzt werden.

Forschungsergebnisse liefern Grundlage für personalisierte Therapien

Die translationale Forschung – also die Forschung, die Grundlagenforschung mit der praktischen Anwendung von Forschungsergebnissen in der Patientenversorgung verbindet – kann zu optimierten Therapie-Optionen im klinischen Bereich beitragen. Sie zielt darauf ab, Biomarker und zelluläre Reaktionswege zu charakterisieren. Diese helfen dabei, Prognosen über ein mögliches Krankheitsrisiko, den Krankheitsverlauf sowie ein An-sprechen der Patientinnen und Patienten auf bestimmte Therapien zu verbessern. Die benötigten Biomarker werden auf nicht- oder gering-invasive Weise gewonnen. Es wer-den dazu „Flüssig-Biopsien“ entnommen, z. B. Blut, Urin oder Speichel. Mittlerweile konnten bereits Kandidaten für geeignete Biomarker charakterisiert und teilweise für die klinische Anwendung validiert werden. Das ganze Gebiet befindet sich im Augenblick im Bereich intensiver Forschung und verspricht durch den Einsatz immer neuer und spe-zifischerer Technologien die Aufklärung von Krebs- (Krankheits-) Entstehung und Therapie zu revolutionieren.
„Vor dem Hintergrund der seit Jahren sinkenden Zahl von Forschungseinrichtungen, die sich in Deutschland mit biologischer UV-Forschung beschäftigen, stellt die Förderung durch das BMBF einen wichtigen Schritt zum Erhalt der Kompetenz im Bereich der biologischen UV-Forschung dar. Wir erhoffen uns, dass dieser Effekt auf weitere Institutionen und Kooperationen in Deutschland ausstrahlt,“ sind sich Dr. Volkmer und Dr. Greinert einig.
Experten:innen referierten in Buxtehude über die Nutzung von NGS in der biologischen UV-Forschung
„Wir erhoffen uns von der zweitätigen Expertenrunde neue Impulse im Bereich der biologischen UV-Forschung und Ideen, wie neue Forschungsergebnisse aus diesem Bereich nachhaltig kommuniziert werden können, um attraktive Angebote für Ausbildung und Beschäftigung von interessierten Wissenschaftlern vorzulegen. Darüber hinaus hoffen wir, eine verbesserte, evidenz-basierte Informierung der Bevölkerung über Risiken von UV-Strahlung und die Chancen einer personalisierten Forschung und Medizin im Bereich von Krebs und insbesondere vom Hautkrebs zu erreichen“, erläutern Dr. Volkmer und Dr. Greinert.

Über das LMZ

Das Labor für Molekulare Zellbiologie (LMZ) am Elbe Klinikum Buxtehude besteht seit 1996 und gehört zur Klinik für Dermatologie. Unter der Leitung von Dr. Beate Volkmer und Dr. Rüdiger Greinert beschäftigen sich die Forscherinnen und Forscher seit vielen Jahren mit der Aufklärung der zellulären, molekularen, genetischen und epigenetischen Entstehungsmechanismen von Hautkrebs, der durch UV-Strahlung induziert wird. Diese Forschung wird bereits langfristig durch Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Kooperationen mit weiteren Partnern des LMZ unterstützt und dient der Untersuchung der grundlegenden Prozesse, die zu Hautkrebs (malignes Melanom (MM), Basalzellkarzinom (BCC) und Plattenepithelkarzinom (SCC)) führen können. Damit soll die Grundlage für ein besseres Verständnis der Risikofaktoren für Hautkrebs und neuer Möglichkeiten in Diagnostik, Prognose und Therapie der weltweit häufigsten Krebserkrankung gelegt werden. Allein in Deutschland erkranken jährlich ca. 300.000 Menschen neu an Hautkrebs (MM, BCC, SCC).

Weitere Informationen: https://www.elbekliniken.de/de/labor-fuer-molekulare-zellbiologie