Forschung / Research

Forschungsschwerpunkte / research topics AG Dünker

Mechanismen der Entwicklung von Chemoresistenzen in humanen Retinoblastomzelllinien

Das Retinoblastom (RB) ist der häufigste bösartige Augentumor im Kindesalter, der sich aus embryonalen Zellen der Retina entwickelt, in denen eine Mutation beider Allele des RB1-Gens vorliegt. Eine chemotherapeutische VEC-Kombinationstherapie mit den Wirkstoffen Vincristin, Etoposid und Carboplatin wird aktuell für die Verkleinerung von Tumoren verwendet, um den Tumor anschließend mit Laser-, Thermo- oder Kältebehandlung abzutöten. Diese Therapieform ist jedoch mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden, da häufig Resistenzen gegen einzelne oder mehrere Wirksubstanzen auftreten. Daher besteht der dringende Bedarf neue oder ergänzende Behandlungsmethoden zu entwickeln.

Laufende Versuche:

  • in vitro Analysen anhand chemoresistenter Retinoblastomzelllinien
  • in vivo Analysen im CAM-Modell
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Rolle der EMT bei der Entstehung von Retinoblastomen und Entwicklung von Chemoresistenzen

Als epithelial-mesenchymale Transition, kurz EMT, wird der zelluläre Prozess bezeichnet, bei dem Epithelzellen ihre Zellpolarität und Zellverbindungen verlieren und einen mesenchymalen Phänotyp annehmen. Die EMT spielt eine große Rolle im Rahmen der Metastasierung von Karzinomen. Der Verlust des EMT-Markers E-Cadherin ermöglicht es z.B. Tumorzellen, sich aus dem Zellverband zu lösen und die Basalmembran zu durchbrechen und in umliegendes Gewebe auszuwandern.

Geplante Analysemethoden:

  • Realtime PCR und Western Blot Analysen zum Expressionsstatus von Epithelialen-Mesenchymalen-Transitions (EMT)-Markern
  • lentivirale Überexpression und knock down Analysen

Rolle von Trefoil Factor Family (TFF) Peptiden in humaner Retina und Retinoblastomen

Trefoil Factor Family (TFF) Peptide, sind eine Gruppe kleiner (12 - 22 kD) sekretorischer Proteine, die zur Gruppe der growth factor-like peptides gehören und eine charakteristische Trefoil-Domäne besitzen. Experimentelle und klinische Studien weisen auf eine bedeutende Rolle von TFF-Peptiden in onkogenetischer Transformation, Wachstum und Metastasierung solider humaner Tumoren hin. Wir wollen TFF Peptide langfristig als diagnostische Marker für das Retinoblastom etablieren und Moleküle der TFF Signalkaskade als prospektive Ansatzpunkte neuer RB Therapiestrategien charakterisieren.

Weiterführende Versuche:

  • Expression von TFF Peptiden in der humanen Retina, Retinoblastomazelllinien und primären Retinoblastomen
  • Wirkung von TFFs auf Apoptose- und Proliferationsverhalten von Retinoblastomzellen
  • Bedeutung von TFFs für Migration und Invasivität von Retinoblastomzellen
  • in vitro Analysen und in vivo Analysen im CAM-Modell
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Patrick Müller

Retinolsäure und BMP als neue RB Therapieansätze

ei Retinoiden handelt es sich um Vitamin A-Derivate, welche für ihre profunden Effekte auf das Zellwachstum, die Zelldifferenzierung und die Apoptose von normalen und malignen Zellen bekannt sind. Knochenwachstumsfaktoren (bone morphogenetic proteins; BMPs) spielen nicht nur bei der embryonalen Osteogenese eine entscheidende Rolle, sondern regulieren auch wichtige zelluläre Prozesse wie die Zellproliferation, Zelldifferenzierung oder Apoptose. Wir konnten zeigen, dass die gleichzeitige Applikation von Retinolsäure (retinoic acid; RA) und BMP-4 in vitro zu einer additiven Apoptoseinduktion in verschiedenen humanen Retinoblastom-Zelllinien führt. Analysen zur zugrundeliegenden Apoptose-Signalkaskade sowie involvierten Rezeptoren bilden die  prospektive Grundlage für zukünftige neue Retinoid- bzw. Rexinoid-basierte Therapiestrategien für das Retinoblastom.

Verwendete Methoden:

  • Expressionsstudien zu beteiligten Rezeptoren und Signalmechanismen mittels per Realtime PCR und Western Blot
  • Funktionsstudien in vitro (Zellkultur / DAPI-Zellzählungen / Apoptose-Arrays)
  • Agonisten- und Antagonistenstudien
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RESEARCH

Research profile

We are interested in factors influencing the etiology and progression of retinoblastoma (RB), the most common primary intraocular tumor in childhood. We are interested in factors influencing the etiology and progression of retinoblastoma (RB), the most common primary intraocular tumor in childhood. Untreated RB will grow and extend beyond the eye and undergo metastatic spread, commonly into regional lymph nodes, bone and CNS. Treatment of RB ranges from enucleation of the affected eye to eye salvage strategies including focal therapy (laser, cryotherapy), brachytherapy and/or chemotherapy. Chemotherapy can be applied systemically, commonly using an intra-arterial and/or intravitreal VEC (vincristine, etoposide and carboplatin) injection of chemotherapeutics. Chemotherapeutic treatment of RB is, however, limited not only by drug-related side effects, but also by developing drug resistances. Therefore, developing strategies to improve RB therapies for instance by sensitizing RB cells towards chemotherapeutics is a major challenge. Recent studies by our group suggest that trefoil factor family (TFF) peptides might be potential new candidates for supplementary therapeutic options for retinoblastoma along with common chemotherapy. Part of our research focuses on the up- and downstream molecules in the TFF signaling pathway as possible points of attack for future RB treatment. Another aspect of retinoblastoma, we are intensively investigating, are the mechanisms underlying chemoresistance, one of the major obstacles in retinoblastoma treatment. Most recently, we make use of nanoparticle-mediated substance delivery as well as nanoparticle-mediated gene knockdown and plan to also implement AAVs (adeno-associated viruses) as an applicable RB treatment strategy.

 

Research topics and methods

Molecular mechanisms of chemoresistances in retinoblastoma cell lines

-> new therapeutic strategies for treatment of chemoresistant retinoblastomas

  • in vitro analyses of chemoresistant retinoblastoma cell lines
  • in vivo analyses (in ovo CAM-assays; orthotopic rat model)

Role of Trefoil Factor Family (TFF) peptides in retinoblastoma etiology and progression

  • Expression of TFF peptides in the human retina, retinoblastoma cell lines and primary retinoblastoma tumors
  • Effects of TFF peptides on retinoblastoma cell tumor formation and metastasis
  • Significance of TFF peptides for migration and invasiveness of retinoblastoma cells (CAM assays)

Role of EMT (epithelial-mesenchymal transition) for retinoblastoma and chemoresistance development

  • expresssion analyses of epithelial and mesenchymal markers
  • overexpression and knockdown studies

Role of retinoic acid and BMP4 for apoptosis induction in retinoblastoma cells

  • Involvement of specific receptors and underlying signaling mechanisms
  • Expression studies (Real Time PCR / Western Blot)
  • Functional studies (cell culture/ DAPI-cell counts / apoptosis-arrays)
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