Zelluläre und molekulare Therapie

Die neuen experimentellen Krebstherapien umfassen die aktive Immunisierung mit zellbasierten Krebsimpfstoffen, monoklonale Antikörper und small molecules, welche auf spezifische onkogene Mechanismen gerichtet sind. Wissenschaftler des CIO Köln Bonn kooperieren auf diesen Gebieten, um die genauen Mechanismen dieser neuen experimentellen Therapien besser verstehen zu lernen und ihr Potential für die klinische Anwendung zu erhöhen. Letztlich werden diese Aktivitäten die Durchführung klinischer Studien zur maßgeschneiderten patientenindividuellen Therapie ermöglichen.

Die auf diesem Gebiet tätigen Forschungsgruppen in Köln und Bonn decken mehrere Felder der zellulären und molekularen Therapie ab (Abbildung). Wichtige Themen sind die Immunaktivierung und Immuntherapie, therapeutische Modulation von Stammzellen, gentherapeutische Ansätze unter Verwendung viraler Vektoren und die Therapie mittels small molecules.

Immunaktivierung und Immuntherapie

Köln und Bonner Wissenschaftlergruppen erforschen Strategien zur Analyse der tumorgerichteten Immunantwort. PD Dr. Dr. Michael von Bergwelt-Baildon und Prof. Dr. Clemens-Martin Wendtner untersuchen aktive immuntherapeutische Ansätze unter Verwendung CD40-aktivierter und CD40L-transduzierter B-Zellen, deren antigenspezifische Immunantworten insbesondere gegen CLL-Zellen gerichtet sind. Prof. Dr. Hinrich Abken und Prof. Dr. Elke Pogge-von Strandmann verwenden die Methodik des rational engineering zur genetischen Nutzung aktiver Immuntherapien gegen verschiedene Krebsentitäten. Prof. Dr. Ulrich Herrlinger untersucht Vakzinationen und gentherapeutische Ansätze zu malignen Gliomen in Tiermodellen. Prof. Dr. Waldemar Kolanus definiert neuartige Proteinfunktionen in der T-Zell-Aktivierung und erforscht Maturierungsprozesse dendritischer Zellen. Die Projekte von Prof. Dr. Gunther Hartmann und Dr. Winfried Barchet nutzen die anti-Tumor-Aktivität von CpG Oligodesoxynukleotiden. Dr. Marie von Lilienfeld-Toal untersucht gamma delta T-Zellen bei Multiplem Myelom. Prof. Dr. Percy Knolle untersucht die Mechanismen der Entstehung von Immuntoleranz bei CD8-Zellen und entwickelt molekulare Techniken, welche die Modulation der Immuntoleranz gegen metastasierende Tumorzellen ermöglichen. Prof. Dr. Christian Kurts  entwickelt Methoden, durch gezielte Nutzung bestimmter Endozytosemechanismen die Kreuzpräsentation dendritischer Zellen zu optimieren, um effektiver zytotoxischer T-Zell-Antworten gegen Tumorantigene zu induzieren. Prof. Dr. Christiane Kuhl entwickelt imaging-basierte therapeutische Ansätze. Prof. Dr. Peter Brossart und Prof. Dr. Ingo Schmidt-Wolf sind spezialisiert auf Tumor Antigen-Vakzinierung und dendritische Zellen und NKT-Zellen. Prof. Dr. Joachim Schultze identifiziert Gene in regalutorischen Zellen.

Therapeutische Modifikation von Stammzellen

Die Forschergruppen von Prof. Dr. Oliver Brüstle, Dr. Viktor Janzen und Prof. Dr. Björn Scheffler streben die genetische Modifikation von Stammzellen aus verschiedenen Tumorarten an. Prof. Dr. Harald Neumann führt genetische Modifikationen hämatopoetischer Vorläuferzellen durch. Die GMP-Einheiten von Prof. Dr. Johannes Oldenburg und Prof. Dr. Birgit Gathof und PD Dr. Christoph Scheid in Köln sind von grundlegender Bedeutung für die klinische Entwicklung zellbasierter experimenteller Therapien und für autologe und allogene Stammzelltransplantationen.

Gentherapie mit viralen Vektoren

Die Verbesserung des Verständnisses der virusvermittelten Gentherapie von Krebserkrankungen und die Steigerung der Effektivität diesbezüglicher Ansätze stehen im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten der Labore von PD Dr. rer. nat. Hildegard Büning, Prof. Dr. Jürgen Hampl, Prof. Dr. Christian Drosten, Prof. Dr. Alexander Pfeifer und Prof. Dr. Clemens-Martin Wendtner. Der Forschungsschwerpunkt von PD Dr. rer.nat. Hildegard Büning liegt in den Aktionsmechanismen von Vektoren aus Adeno-assoziierten Viren (AAV), welche für eine sichere Transgenübertragung geeignet sind. In diesem Kontext konnten AAV-Targeting-Techniken entwickelt werden, welche die Spezifität und Effektivität AAV-basierter Vektoren verbessern. Prof. Dr. Clemens-Martin Wendtners Labor nutzt die AAV-basierte Vektortechnologie zur Entwicklung einer klinischen Gentherapie der CLL. Prof. Dr. Jürgen Hampls Forschungsgruppe analysiert Strategien für die Entwicklung  der Gentherapie bei malignen Gliomen. Die Gruppe um Prof. Dr. Alexander Pfeifer ist auf lentivirale Vektoren spezialisiert.

Small Molecule Inhibitoren

Die Gruppen von PD Dr. Roman Thomas und Dr. rer.nat. Günter Krause arbeiten auf dem translationalen Gebiet der Verbesserung des Verständnisses und der Effektivität der Mechanismen von small molecule Inhibitoren bei onkogenen Signalwegen. R. Thomas, der nach seinem Forschungsaufenthalt am Broad Institute des MIT, Boston, nach Köln zurückgekehrt ist, nutzt genomisch definierte NSCLC Zellinien für die Analyse des Ansprechens auf Kinaseinhibitoren und die Validierung der molekularen Zielstrukturen dieser Medikamente. Dr. rer.nat. Günter Krause und Prof. Dr. Clemens-Martin Wendtner untersuchen das BCR-getriggerte Signaling und andere das zelluläre Überleben fördernde oder pro-apoptotische Signalwege bei CLL sowie Strategien zur therapeutischen Beeinflussung diese Signalwege. Die Gruppen von PD Dr. Günter Fingerle-Rowson und Dr. Marco Herling arbeiten an der Identifizierung neuer onkogener Signaltransduktionswege bei CLL und T-Zell Lymphomen, indem sie in in vitro und in vivo Systemen (z.B. Tiermodellen für CLL) relevante Targets validieren und darauf aufbauend neue therapeutische Therapiestrategien entwickeln.

Ausblick

Die starke Positionierung der beschriebenen Forschungsfelder am CIO Köln Bonn liegt in der intensiven Vernetzung verschiedener Labors. Mehrere Tiermodelle, durch die neue Therapien direkt erprobt werden können, sind an beiden Standorten etabliert. So stellen neue molekulare Zielregionen vielversprechende Angriffspunkte für die Entwicklung zellulärer Immuntherapien und der Gentherapie Tumor-assoziierter antigener Strukturen dar. Daneben stellen neue Techniken der Genübertragung wertvolle Instrumente für die Entwicklung von Immuntherapien dar. Unsere Forschungsprogramme fokussieren auf die Verbesserung des präklinischen Forschungsstandes, um hierdurch die Umsetzung klinischer Phase I-Studien zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang bietet die Infrastruktur des CIO Köln Bonn mit seinen Studienbüros und interdisziplinären Data-Management-Einheiten beste Voraussetzungen für die zeitnahe Translation präklinischer Forschung in frühe klinische Studien.

Forschungsgruppen zu  zellulären und molekularen Therapien