Der ISIBELa Verbund widmet sich der Strahlenschutzmedizin, der Strahlenbiologie und molekularen Strahlenepidemiologie. Das Thema Strahlenempfindlichkeit wird in seiner Bedeutung für die Krebsentstehung sowie für den Strahlenschutz bearbeitet, wobei Erkenntnisse aus der Tumortherapie in Hinsicht auf ihre Bedeutung für die strahleninduzierte Kanzerogenese evaluiert werden. Das Forschungsvorhaben umfasst klassisch-epidemiologische und molekularepidemiologische Fall-Kontroll- Untersuchungen an ehemalig therapeutisch strahlenexponierten Kindern und deren primären Fibroblastenzelllinien sowie die Entwicklung von neuen geeigneten biometrischen Methoden zur Analyse der auf mehreren molekularen Ebenen erhobenen Daten. Arbeitspaket 2 des ISIBELa Verbundes in Bremen: Die Durchführung und wissenschaftliche Leitung der molekular-epidemiologischen Fall-Kontroll-Studie KIKME (Krebserkrankungen im Kindesalter und molekulare Epidemiologie). Die Aufgaben umfassen im Detail, (1) die Planung und Durchführung der KIKME Studie (Ethikantrag, Datenschutzvotum, GPOHAntrag, Monitoring, Projektmanagement, Auswahl und Kontrolle der Matehing Paare, Auswertung, Präsentation und Publikation der Datenerhebung und Fragebögen, insbesondere das familiäre Auftreten von Krebserkrankungen und die lebenslange medizinische Strahlenbelastung unter Berücksichtigung von Chemotherapie), (2) die wissenschaftliche Leitung und Koordination der genomweiten Identifizierung von Genen und Gen-Strahlen- Interaktionen, welche die drei Probandengruppen (ehemalige Kinderkrebspatienten mit und ohne Folgeneoplasien sowie gesunde Kontrollen ohne Krebserkrankungen) auf DNA und RNA Ebene unterscheiden (Auswertung, Publikation und Präsentation auf wissenschaftlichen Kongressen), und (3) als Vertrauensstelle in einer essentiellen Schlüsselposition die Verantwortung für die Mehrfachpseudonymisierung aller Proben und Untersuchungsergebnisse.
Zur Entwicklung neuer Medikamente für Tumortherapien werden pharmakologische Substanzen über einen mehrstufigen Prozess zunächst in der 2D-Zellkultur und bei erfolgversprechenden Ergebnissen in vivo in Tierversuchen untersucht. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung, Etablierung und Evaluierung eines In-Vitro-Tumorangiogenesemodels, das sich als Plattform zwischen Zellkultur und Tierversuchen etabliert, um aussagekräftigere In-Vitro-Ergebnisse zu erzielen und damit eine signifikante Anzahl von Tierversuchen zu ersetzt. Bei erfolgreicher Etablierung des 3D-TAM könnte es sowohl industriell als auch aus rein wissenschaftlicher Sicht für pharmakologische Untersuchungen sowie zur Angiogeneseforschung zum versuchstierfreien Prescreening von Pharmazeutika eingesetzt werden. Im Rahmen eines automatisierten und sterilen Herstellungsprozesses soll mit Hilfe eines 3D-Biodruckers ein von Endothelzellen und Fibroblasten ummantelter Gefäßkanal gedruckt werden. Auf den Gefäßkanal wird ein künstlicher Tumor in Form einer Hydrogel-Zell-Suspension gedruckt. Der Gefäßkanal wird mit den Zuleitungen eines Bioreaktors verbunden, so dass der Kanal sowie der darauf sitzende Tumor dynamisch kultiviert werden können. Dabei wird der Einfluss unterschiedlicher Tumorstrukturen, der Zellzusammensetzungen sowie der Kulturbedingungen auf die biomimetische Tumorangiogenese untersucht. Abschließend wird die künstlich induzierte Tumorangiogenese mit der eines Xenograft Mausmodells verglichen.
Zur Entwicklung neuer Medikamente für Tumortherapien werden pharmakologische Substanzen über einen mehrstufigen Prozess zunächst in der 2D-Zellkultur und bei erfolgversprechenden Ergebnissen in vivo in Tierversuchen untersucht. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung, Etablierung und Evaluierung eines In-Vitro-Tumorangiogenesemodels, das sich als Plattform zwischen Zellkultur und Tierversuchen etabliert, um aussagekräftigere In-Vitro-Ergebnisse zu erzielen und damit eine signifikante Anzahl von Tierversuchen ersetzt. Bei erfolgreicher Etablierung des 3D-TAM könnte es sowohl industriell als auch aus rein wissenschaftlicher Sicht für pharmakologische Untersuchungen sowie zur Angiogeneseforschung zum versuchstierfreien Prescreening von Pharmazeutika eingesetzt werden. Im Rahmen eines automatisierten und sterilen Herstellungsprozesses soll mit Hilfe eines 3D-Biodruckers ein von Endothelzellen und Fibroblasten ummantelter Gefäßkanal gedruckt werden. Auf den Gefäßkanal wird ein künstlicher Tumor in Form einer Hydrogel-Zell-Suspension gedruckt. Der Gefäßkanal wird mit den Zuleitungen eines Bioreaktors verbunden, so dass der Kanal sowie der darauf sitzende Tumor dynamisch kultiviert werden können. Dabei wird der Einfluss unterschiedlicher Tumorstrukturen, der Zellzusammensetzungen sowie der Kulturbedingungen auf die biomimetische Tumorangiogenese untersucht. Abschließend wird die künstlich induzierte Tumorangiogenese mit der eines Xenograft Mausmodells verglichen.
Zielsetzung des Projektes war es, Markerproteine für die individuelle Strahlensensitivität mittels Proteomics-Analyse zu identifizieren. Es ist bekannt, dass durch Strahlenexposition Genexpressionsveränderungen auftreten können und damit die Proteinexpression einer Zelle deutlich beeinflusst wird. Wenig ist allerdings über die strahleninduzierten Modifikationen von Proteinen und Proteinmengen bekannt. Im Gegensatz zur strahleninduzierten Expression von Genen mit nachfolgender Proteinexpression und vor dem Hintergrund, dass die Strahlenreaktion einer Zelle auf Proteombasis nicht mit der Genexpression übereinstimmen muss, sollte eine Identifizierung durch Strahlung modifizierter Proteine mittels 2-dimensionaler Proteom-Analysen und eine Identifizierung Strahlenreaktions- relevanter Proteine in strahlenresistenten und strahlensensitiven sowie normal strahlensensitiven / -resistenten humanen Hautfibroblasten, humanen lymphoblastoiden Zelllinien und primären humanen Lymphozyten durchgeführt werden. Qualitativ spezifische exprimierte Proteine in unbestrahlten Zellen sowie signifikante Änderungen der Expression spezifischer Proteine wurden mittels massenspektrometrischer Analytik charakterisiert. Somit sollten auf der Basis von 2D-Proteomanalysen potenzielle Markerproteine für die individuelle Strahlenempfindlichkeit charakterisiert werden, die für die Entwicklung / Etablierung prädiktiver Testsysteme zur Bestimmung der individuellen Strahlenempfindlichkeit mittels Protein-Array-Analyse dienen könnten.
Es sollen verschiedene Proben von Autoabgasen und deren nach standardisierten Verfahren gewonnene Fraktionen auf mutagene und kanzerogene Eigenschaften untersucht werden. Dazu wird eine Kombination von unscheduled DNA-Synthesis (UDS), Mikronukleustest und neoplastischer Transformation in syrischen Hamsterembryofibroblasten (SHE)-Zellen eingesetzt. Die Kombination bringt den Vorteil mit sich, dass ein mutagener, clastogener und kanzerogener Endpunkt im gleichen Testsystem unter identischen Bedingungen bestimmt wird. Damit steigert sich die Aussagefaehigkeit der Pruefung in einem Kurzzeittest erheblich. Durch Benutzung verschiedener Enzymsysteme und gezielter Zugabe foerdernder und hemmender Stoffe sollen in definierten Einzelfaellen weiterfuehrende Einblicke in den Mechanismus der mutagenen und/oder kanzerogenen Wirkung gewonnen werden.