eb Vortrag Zelluläre Diagnostik 2009 - schnepel.net Zellulaere Diagnostik 2009.pdf · Signalwege zur Steuerung der Proliferation einer gesunden Zelle St örungen der Signaltransduktion

Neue labortechnische Möglichkeiten

Signaltransduktion und

zelluläre Diagnostik

Neue labortechnische MNeue labortechnische Mööglichkeitenglichkeiten

Signaltransduktion Signaltransduktion undund

zellulzellulääre Diagnostikre Diagnostik

Dr. Jörn Schnepel

Seminar IV

Molekulare Onkologie 2009

Praxisklinik Dr. Kübler, München

Dr. JDr. Jöörn Schnepelrn Schnepel

Seminar IVSeminar IV

Molekulare Onkologie 2009Molekulare Onkologie 2009

Praxisklinik Dr. KPraxisklinik Dr. Küübler, Mbler, Müünchennchen

ÜÜberblickberblick

�� Signalwege zur Steuerung der Proliferation einer Signalwege zur Steuerung der Proliferation einer gesunden Zellegesunden Zelle

�� StStöörungen der Signaltransduktion in einer rungen der Signaltransduktion in einer TumorzelleTumorzelle

�� Schaltstellen und SchlSchaltstellen und Schlüüsselfaktoren der sselfaktoren der SignaltransduktionSignaltransduktion

�� SicherheitsSicherheits--PCRPCR als Einstiegsdiagnostikals Einstiegsdiagnostik

�� Quantifizierung und Charakterisierung von Quantifizierung und Charakterisierung von zirkulierenden Tumorzellen mittels ELISA und zirkulierenden Tumorzellen mittels ELISA und FISH TechnikenFISH Techniken

�� Kultivierung von Killerzellen fKultivierung von Killerzellen füür die autologe r die autologe ImmuntherapieImmuntherapie

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2009bler GmbH, 2009

SignaltransduktionSignaltransduktion

Stimuli :Stimuli : -- WachstumsfaktorenWachstumsfaktoren

-- CytokineCytokine

-- Hormone (Bsp.: Insulin)Hormone (Bsp.: Insulin)

-- NNäährstoffe (Aminoshrstoffe (Aminosääuren, Glucose, etc.)uren, Glucose, etc.)

-- ZellZell--ZellZell--InteraktionenInteraktionen

-- ZellZell--MatrixMatrix--InteraktionenInteraktionen

Effekte :Effekte : -- ProliferationProliferation

-- MitoseMitose

-- MigrationMigration

-- GenexpressionGenexpression

-- SurvivalSurvival--EffekteEffekte

-- Apoptose Apoptose

-- etc.etc.

extrazellulextrazelluläärerrerStimulusStimulus

Aufnahme und WeiterleitungAufnahme und Weiterleitungdurch Membrandurch Membran--RezeptorenRezeptoren

VerstVerstäärkung des rkung des SignalesSignalesdurch Seconddurch Second--MessengerMessenger

intrazellulintrazellulääre Umsetzung re Umsetzung des Reizesdes Reizes


SignalwegeSignalwege

Wichtige Signalwege zur Steuerung von Wichtige Signalwege zur Steuerung von Proliferation, Mitose, Apoptose, Differenzierung, etc. :Proliferation, Mitose, Apoptose, Differenzierung, etc. :

-- Akt/Akt/RTKsRTKs//NFNF--κκκκκκκκBB--SignalingSignaling-- Ras/Ras/IntegrinIntegrin--SignalingSignaling

-- mTORmTOR--SignalingSignaling-- p53p53--PathwayPathway

-- PI3KPI3K--SignalingSignaling-- GPCRGPCR--SignalingSignaling-- MAPKMAPK--SignalingSignaling-- VEGFVEGF--SignalingSignaling-- wntwnt--SignalingSignaling-- notch Pathwaynotch Pathway

-- hedgehog Signalinghedgehog Signaling-- Death Death ReceptorReceptor SignalingSignaling

-- etc.etc.


MAP Kinase Family Pathway

GPCR-Pathway

Insulin Pathway

Death Cascades

VEGF Pathway

mTOR-Pathway

mTOR Signaling

Akt / mTOR SignalwegAkt / mTOR Signalweg

P53 Signaling

Mitochondrial Apoptosis

Pathway

alle Wegealle Wege

Molecular Mechanisms of

Cancer

VerVeräänderungen der Zellphysiologie einer nderungen der Zellphysiologie einer TumorTumor--StammzelleStammzelle

1. Selbstversorgung mit Wachstumssignalen1. Selbstversorgung mit Wachstumssignalen

2. Unempfindlichkeit gegen2. Unempfindlichkeit gegenüüber wachstumsinhibierendenber wachstumsinhibierenden

SignalenSignalen

3. Umgehung des programmierten Zelltodes (Apoptose)3. Umgehung des programmierten Zelltodes (Apoptose)

4. grenzenloses Replikationspotential4. grenzenloses Replikationspotential

5. verst5. verstäärkte Angiogeneserkte Angiogenese

6. Gewebe6. Gewebe--invasiv und somit metastasierendinvasiv und somit metastasierend


Lokalisierung der Lokalisierung der TumorzellTumorzell--OnkogeneOnkogene

baxbcl-2BCRPBRCA-1CA15-3CA19-9 CD44 v5CD44 v6

�� MMP 2 / 9TGF-betaUrokinaseVEGF

��Aktbaxbcr-abl Cathepsin D/L IDOMelanomaMMP 2 / 9 PSASurvivinTGF-betaVEGF

ck-ras

mTOR

TKTL1

Akt

src

c-myc CyclineHDM-2p53 m Rb-ProteinSurvivin Telomerase

��Cathepsin D/L MMP 2 / 9 PSATGF-betaUrokinaseVEGF

CEAc-erb B2 c-kitEGFREndoglinEp-CAMER-betaMDR

GFAP

��

��


MetastasierungMetastasierung

RuoslathiRuoslathi, E.; 1996, E.; 1996AusschAusschüüttung von Proteasenttung von Proteasen

VerVeräänderung der Zelladhnderung der Zelladhääsionsion

Stimulierung der Stimulierung der NeoangiogeneseNeoangiogenese

Fehlregulierung des ZellzyklusFehlregulierung des Zellzyklus

Beeinflussung umliegenden GewebesBeeinflussung umliegenden Gewebes


RTRT--PCRPCR

BlutBlut

RTRTPCRPCR

DGDG

Reverse Reverse TranscriptionTranscription –– Polymerase Chain Polymerase Chain ReactionReaction

ErgebnisErgebnis

DNADNA

mRNAmRNA

ZellenZellen

FrFrüühdiagnostik durch biopsiefreien Tumorzellnachweis.hdiagnostik durch biopsiefreien Tumorzellnachweis.PCR ist der Einstieg in die biopsiefreie Onkologie.PCR ist der Einstieg in die biopsiefreie Onkologie.

+ + DNAseDNAse

200

50

300

500

1000

bp

ck19214 bp

ck20371 bp

1018

220344

506

16362036

30544072

bp

Mucin-1684 bp

300

200

5001000

bp

Tyr284 bp

500

200

300

1000

bp

PSA486 bp

Cytokeratin 19/20 PSA Mucin-1 Tyrosinase


LeukozytenLeukozyten--AphereseAphereseApherese (Apherese (griechischgriechisch) :) : Abtrennung, WegnahmeAbtrennung, Wegnahme

DichtegradientenDichtegradienten--ZentrifugationZentrifugation

cellquantity

density (g/ml)1,07 1,081,06 1,09 1,10 1,11

Monocytes

Lymphocytes

Erythrocytes

Tumorcells

Basophils

Neutrophils

Eosinophils

{HaemoneticsHaemonetics--AphereseApherese--SystemSystem

mitmitAphereseApherese--GlockeGlocke zur Erzeugungzur Erzeugung

desdesDichtegradientenDichtegradienten


Diagnostik : FISHDiagnostik : FISH

FISH : Fluoreszenz in situ HybridisierungFISH : Fluoreszenz in situ Hybridisierung

positive cpositive c--erb/B2erb/B2-- AmplifikationAmplifikation

normale Zellkernenormale Zellkerne entartete Zellkerneentartete Zellkerne

�� EinzelzellnachweisEinzelzellnachweis�� Quantifizierung von zirkulierenden TumorzellenQuantifizierung von zirkulierenden Tumorzellen


Diagnostik : ELISADiagnostik : ELISAEnzyme Enzyme LinkedLinked ImmunosorbentImmunosorbent AssayAssay

negativnegativ MDRMDR--positive Zelle : Chemoresistenzpositive Zelle : Chemoresistenz

cc--erb/B3erb/B3--positive Zellenpositive ZellenCD34+ TumorCD34+ Tumor--StammzellenStammzellen


AblaufAblauf

Leukapherese

buffy-coat

HSPVakzine

LAKZellen

Dendr.Zellen

Genom

FISH

TherapieDiagnostik

Proteom

ELISA

IL-4GM-CSF

IL-2

autolog

Targetspez.

spez.

VorbefundRT-PCR


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