Das Prostatakarzinom stellt die häufigste Tumorerkrankung des Mannes dar (20% in der Tumorstatistik). Im Hinblick auf die Diagnose ist der histopathologische Befund einer Stanzbiopsie noch immer der verwendete "Gold-Standard" und ausschlaggebend für die weitere Behandlung. Der zusätzlich erfasste PSA (prostate specific antigen)-Wert und die digital rektale Untersuchung weisen eine ungenügend hohe Spezifität auf, und selbst der histopathologische Befund vermag in vielen Fällen keine sichere Aussage über die klinische Signifikanz, wie zum Beispiel die Tumorprogression, zu treffen. Bisher weitestgehend unverstandene Schlüssel-funktionen in Bezug auf Tumorwachstum und Metastasierung scheinen sowohl das Tumorstroma als auch die Tumorzellen aus dem Bereich der Perineuralscheideninfiltration (PNI) zu spielen. Um entsprechende Biomarker ausfindig zu machen, die eine nicht invasive, valide Diagnostik des Prostatakarzinoms gewährleisten, werden verschiedene proteombasierte Methoden zum Einsatz kommen.

Das zelluläre Proteom ist als funktionelles Abbild der Zelle zu verstehen. Aus diesem Grunde können darin enthaltene charakteristische Proteinmuster auch dem Malignitätsgrad der Zelle zugeordnet werden. Die Untersuchung des Proteoms nach Mikrodissektion erlaubt eine differentielle Darstellung der Proteine von kranken versus gesunden Gewebearealen. Hierbei können geringe Proteinmengen, wie 1000 Zellen (~2µg), mittels der innovativen 2D-DIGE (two dimensional-difference in gel electrophoresis)-Technik zweidimensional aufgetrennt und durch eine Bildauswertesoftware weiter analysiert werden. Zwei Fluoreszenzfarbstoffe, Cy3 und Cy5, kommen bei der DIGE-Technik zum Einsatz und ermöglichen die gleichzeitige Auftrennung eines internen Standards zusammen mit einer Patientenprobe in jedem 2D-DIGE-Experiment. Dies ermöglicht genaue quantitative Aussagen und minimiert die Anzahl falsch positiver Ergebnisse. Differentiell exprimierte Proteine werden mittels Massenspektrometrie identifiziert und sollen im Anschluss als potentielle Biomarker auf ihre Präsenz in Blut und Urin näher analysiert werden. Zusätzlich können die identifizierten Proteine Rückschlüsse auf biologische Interaktionen geben, was für eine Analyse des dem Tumor angrenzenden Stroma-Gewebes funktionell von großem Interesse ist. Ergänzend soll eine weitere Methode mit einem diagnostisch einsetzbaren Verfahren, das MALDI imaging, zum einen für die Identifizierung niedermolekularer Biomarker-Kandidaten, zum anderen für eine klinisch anwendbare Screeningmethode zum Einsatz kommen. Die Methode ermöglicht es, das Proteom von inhomogenem Gewebe anhand eines Kryostatschnittes mit Hilfe der Massenspektrometrie zu charakterisieren und so eine schnelle und valide Diagnosemethode zu entwickeln.

Für das Forschungsprojekt werden verschiedene Stromabereiche von Kryostatschnitten normaler Gewebeareale, Areale benachbart an einen manifestes Prostatakarzinom, sowie Areale aus dem Bereich der PNI, analysiert (je Gruppe: n=15). Durch die DIGE-Analyse werden differentiell exprimierte Proteine quantifiziert und mittels Massenspektrometrie (MS) entsprechend identifiziert. Zusätzlich sollen im niedermolekularen Proteinbereich (2-20 kDa) durch MALDI imaging differentiell exprimierte Proteine visualisiert (je Gruppe n= 50), sowie entsprechende Kandidaten-Proteine ebenfalls identifiziert werden. Eine Validierung der Biomarker-Kandidaten soll anhand von Blut- und Urinproben (n= 50-100) mittels Westernblot und Reverse-Phase-Proteinarrays durchgeführt werden. Zusätzlich ist ein immunhistologischer Nachweis der gefundenen Biomarker-Kandidaten in entsprechenden Gewebeschnitten geplant. (START gefördert)

Weitere zur Zeit laufende Projekte:

• Identifizierung diagnostisch relevanter Serum-Proteom-Signaturen und prognostische Einschätzung von fibrosierenden chronischen Lebererkrankungen (START gefördert)

• Verifizierung, Isolierung und Charakterisierung eines Markers für papilläre Blasentumore

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