Plattform zur Krebsgenom und -Proteomanalyse

(Cancer Genome Sequencing and Proteome Analysis Platform, CGP)

Die Stärke der CGP des DKTK liegt in ihrer einzigartigen Infrastruktur und ihren langjährigen Erfahrungen mit multi-institutionellen Initiativen. Dazu gehören beispielsweise das Internationale Krebsgenomkonsortium (ICGC) und das Internationale humane Epigenomkonsortium (IHEC).

Plattform zur Krebsgenomsequenzierung (CGSP)

Die Hauptziele der Plattform zur Krebsgenomsequenzierung (CGSP) sind:

  • Eine effiziente Infrastruktur für große Krebsgenomsequenzierungsprojekte bereitzustellen.
  • Harmonisierte Abläufe und gemeinsame Standards für die sequenzierungsbasierte Diagnostik innerhalb des DKTK zu schaffen.
  • Den Austausch von Expertise und Erfahrung im Bereich der Krebsgenomsequenzierung zwischen den verschiedenen Partnerstandorten zu fördern.

Die zentrale DKTK-Sequenzierungseinheit, die sich in der Genomik- und Proteomik- Serviceeinheit des DKFZ in Heidelberg befindet, ist aktuell ausgestattet mit

  • Extraktion von Analyten und Qualitätskontrolle
  • Herstellung von Sequenzierungsbibliotheken
  • Next Generation Sequencing Technologien
  • Qualitätskontrolle

Die zentrale Infrastruktur wird durch Krebsgenomikeinrichtungen an den verschiedenen DKTK-Standorten ergänzt. Diese halten fokussierte Sequenzierungstechnologien vor, insbesondere entitätenspezifische Genpanelsequenzierungen, die eine zielgerichtete molekulare Analyse klinischer Proben ermöglichen.

Plattform zur Krebs Proteom Analyse (CPAP)

Die Erforschung der genetischen Grundlagen von Krebs wurde durch moderne Sequenzieranalysen entscheidend vorangetrieben – vor allem durch die Sequenzierung ganzer Genome, ganzer Exome und RNA-Sequenzierungen. Viele Aspekte der molekularen Krebsforschung lassen sich jedoch am besten auf Proteinebene untersuchen. Dazu gehören beispielsweise die Expressionslevel von Onkogenen, der Aktivierungsstatus von onkogenen Signalwegen, sowie die Sensitivität von Krebszellen gegenüber Medikamenten, um nur einige wenige zu nennen.

Aktuelle Fortschritte in der Proteomik-Technologie ermöglichen nun eine noch nie dagewesene qualitative und quantitative Erforschung dieser Fragestellungen. Heutzutage können viele tausend Proteine mit mehreren Aktivitäts-regulierenden posttranslationalen Modifikationen wie Phosphorylierungen und Ubiquitinierungen in Tumoren, aus Patienten abgeleitete Xenograft Modelle (PDX) und Zelllinien quantifiziert werden. So wächst das Verständnis für komplexe, molekulare Ereignisse, die unterschiedlichen Krebserkrankungen zugrunde liegen.

Die im DKTK etablierte Plattform zur Krebs Proteomanalyse (CPAP), ermöglicht die detaillierte Erforschung zahlreichen Fragestellungen auf diesem Forschungsgebiet. Die übergeordneten Ziele der DKTK CPAP liegen darin, bestehende Expertisen zu bündeln, weitere Analysemethoden auf- und Kapazitäten auszubauen und diese den fünf DKTK Programmen bereitzustellen.

Die Plattform verfügt somit über ein umfassendes Know-How speziell auf den Gebieten der

  • Quantifizierung der Expression von Proteinen und Signalwegenaus Zelllinien, Tumorgewebe und FFPE Gewebe
  • Erstellung von Sekretom Profilen
  • Erstellung von Ubiquitinierungs- und Phosphorylierungsprofilen
  • Der Entdeckung neuer Biomarker

Die technischen Anforderungen an die Proteom-Forschung variieren je nach wissenschaftlicher Fragestellung stark. Daher ist die CPAP dezentral organisiert, um von der spezifischen Expertise und Ausstattung an jedem DKTK Partnerstandort profitieren zu können. Die Hauptziele der Plattform sind:

  1. alle DKTK Programmen und Partnerstandorten mit dem wissenschaftliche Serviceangebote für Standardanwendungen zu unterstützen.
  2. wissenschaftliche Kollaborationen durch den Zugang zu einer spezialisierten Proteomik Forschungsinfrastruktur und Expertise zu fördern.
  3. den Austausch zwischen den Partnereinrichtungen zu unterstützen.

Koordination

Prof Dr Bernhard Küster
Technische Universität München

Arbeitsimpressionen

© Bernhard Küster /Technische Universität München

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Die Anzucht von Krebszellen im Inkubator unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht die systematische Untersuchung von onkogenen Signalübertragungen und die Intervention mit therapeutischen Medikamenten.

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Bei Proteomik-Projekten entstehen Daten im Terabyte-Bereich. Mit Hilfe von Hochleistungscomputern werden sie, gespeichert, verarbeitet und analysiert.

© Bernhard Küster /Technische Universität München

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Die Elektrospray Ionenquelle ist die Schnittstelle zwischen dem Chromatographiesystem, das Peptidgemische enzymatischem Verdau von Proteomenrennt, und dem Massenspektrometer als zentrales Analysegerät zur Identifizierung und Quantifizierung von Proteinen.

© Bernhard Küster /Technische Universität München

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