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Die Rolle kutaner humanpathogener Papillomviren bei der Entstehung epithelialer Hauttumoren

Humane Papillomviren (HPV) infizieren kutanes und mukosales Gewebe und induzieren (ano)genitale Karzinome wie beispielsweise das Zervixkarzinom. Den ersten Hinweis auf eine ursächliche Beteiligung von HPV an der Entwicklung kutaner Hauttumore erhielt man durch Epidermodysplasia verruciformis (EV) Patienten. HPV Typen, die in Hauttumoren von EV Patienten gefunden worden sind, werden als beta-PV bezeichnet.
Mit in vitro und in vivo Analysen wurde das onkogene Potential verschiedener humaner beta-/gamma-PV Typen bereits gezeigt. Wir untersuchen die Prävalenz kutaner HPV Typen (beta-/gamma-PV) in Hauttumoren unterschiedlicher Patientengruppen [immunkompetent und immunsupprimiert (z.B. Organtransplantierte)] mit modernen, hochsensitiven Nachweismethoden. PCR-basierende Methoden ermöglichen den Nachweis aller kutanen, genitalen und Warzen-assoziierten HPV Typen mit einer Sensitivität von 10 bis 1.000 HPV-Kopien. Wir bestimmen die Viruslast und die Expression viraler Gene in Patienten mit verschiedenen Hautkrankheiten. Ein wichtiges Ziel unserer Arbeiten ist Risikobestimmung kutaner HPV Typen mit gut- oder bösartigen Hauttumoren. Ferner untersuchen wir das onkogene Potential kutaner HPV Typen mit Hilfe von in vitro (organotypische Hautkulturen) und in vivo Modellen (Tiermodelle). Wir versuchen den möglicherweise vorhandenen Mechanismus der viralen Gene während der Karzinogenese zu bestimmen.

Evolution von Papillomviren

Die Kenntnis der verwandtschaftlichen Beziehungen zwischen PV haben in der Krebsforschung große Bedeutung für Diagnose und Therapie, da phylogenetisch zwischen Hochrisiko- und Niedrigrisikogruppen unterschieden werden kann. Die Diversität der Viren ist allerdings erst äußerst unzureichend erfasst: 140 PV Typen sind bislang von 2 (von 10,000) Vogelarten und etwa 30 (von 4,500) plazentaler Säugetierarten (einschließlich des Menschen) vollständig sequenziert worden, obwohl vermutet wird, dass jedes dieser warmblütigen Tiere von PV infiziert ist. Unser interdisziplinäres Forschungsprojekt strebt die Isolierung, Klonierung und Charakterisierung bislang unbekannter PV Typen aus Haarfollikelzellen und verschiedenen Läsionen mittels aktueller Labortechniken an (wie die Rolling-Circle-Amplifikation). Wir rekonstruieren die Phylogenese unter Anwendung moderner, analytischer Methoden (Maximum Likelihood, Bayesian approaches, Maximum Parsimony, distance-based methods) und High Performance Computing Techniken. Für überzeugende evolutionäre Schlussfolgerungen sind die Ermittlung der Lesrichtung und die Untersuchung der statistischen Unterstützung molekularer Bäume entscheidend. Der Sequenzvergleich macht das Vorhandensein unterschiedlicher evolutionärer Mechanismen plausibel, die die Diversifizierung von Papillomviren vorantreiben. Wir möchten die relative Häufigkeit von wirtsgebundener Evolution (Ko-Speziation), zwischenartlicher Übertragung, Bildung neuartiger ökologischer Nischen durch adaptive Radiation (auf einem Wirt) und / oder Rekombination (innerhalb einer Wirtszelle) ermitteln.

Neue Biomarker (Früherkennungsmarker und Progressionsmarker) epithelialer Hauttumore

Wir untersuchen zelluläre Gene hinsichtlich der klinischen Eignung als Früherkennungs- oder Progressionsmarker. In Hauttumoren haben wir über 100 Gene identifiziert, die in dieser Krebsart vs. normaler Haut unterschiedlich exprimiert sind bzw. ein unterschiedliches Methylierungsmuster aufweisen. Eine genauere Untersuchung solcher potentieller Marker haben wir mittels quantitativer real-time RT-PCR und immunhistochemischen Färbungen durchgeführt. Wir stellen Antikörper gegen ausgewählte Proteine her und untersuchen molekulare Mechanismen. Ziel ist es, geeignete Biomarker zu identifizieren und unbekannte molekulare Mechanismen zu bestimmen.