Metabolischer Crosstalk bei Krebserkrankungen

  • Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
Prof. Dr. Christiane Opitz

Prof. Dr. Christiane Opitz

Metabolische Veränderungen können Krebsentstehung fördern. Ein Tryptophan-Stoffwechselweg kann den Dioxin-Rezeptor aktivieren, was Invasivität und Klonogenität von Hirntumorzellen steigert. Die genauen Signalwege sind unzureichend erforscht. Künftig sollen Tryptophan- und Nicotinamid-Stoffwechselwege untersucht, Biomarker identifiziert und Inhibitoren für u.a. relevante Enzyme entwickelt werden. Ziel ist ein besseres Verständnis dieser Stoffwechselwege zur gezielten Krebstherapie.

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Unsere Forschung

Tryptophan-Metabolite aktivieren den Dioxin-Rezeptor, was zu einer Steigerung der Invasivität und Klonogenität von Hirntumorzellen und vermehrter Bildung von Hirntumoren führt. Obwohl die Rolle des Dioxin-Rezeptors in der Krebsbiologie gut etabliert ist, sind die durch den Dioxin-Rezeptor aktivierten Signalwege, die die Krebsentstehung fördern, unzureichend erforscht. Da bisher kein in der Krebsbiologie relevanter endogener Ligand des Dioxin-Rezeptors identifiziert wurde, sind insbesondere die Signalwege, die durch solch einen körpereigenen Liganden aktiviert werden, unbekannt. Da sich verschiedene Liganden des Dioxin-Rezeptors in ihrer biologischen Wirkung unterscheiden, ist davon auszugehen, dass Tryptophan-Metabolite andere Signalwege aktivieren als gut erforschte exogene Liganden wie Dioxin. Unsere Arbeit legt nahe, dass die Hemmung des Dioxin-Rezeptors ein neuer Ansatz für die Krebstherapie ist. Wir erwarten, dass das Verständnis der dem Dioxin-Rezeptor nachgeschalteten Tumor-fördernden Signalwege zur Identifizierung spezifischerer therapeutischer Ziele für die Tumorbehandlung führen wird.

In Zukunft möchten wir die Signalwege, die durch den Abbau von Tryptophan in Hirntumorzellen aktiviert werden, identifizieren. Konkret werden wir die Signalwege, die der endogenen Dioxin-Rezeptor-Aktivierung nachgeschaltet sind und die Signalwege, die durch Tryptophan-Mangel aktiviert werden, untersuchen. Darüber hinaus wollen wir unsere Expertise bei der Untersuchung des Krebsstoffwechsels für die Analyse des Nicotinamid-Metabolismus in Hirntumoren nutzen. Vorläufige Ergebnisse weisen darauf hin, dass mehrere Enzyme, die im Nicotinamid-Stoffwechsel beteiligt sind, in Hirntumoren überexprimiert werden. Mit Hilfe zielgerichteter Metabolomics-Analysen und bioinformatischer Ansätze wollen wir die Rolle des Nicotinamid-Stoffwechsels in Hirntumoren verstehen. Falls sich der Nicotinamid-Stoffwechsel als relevant für den malignen Phänotyp oder die Therapieresistenz von Hirntumoren herausstellt, werden wir ein Screening auf niedermolekulare Wirkstoffe durchführen, um Inhibitoren der jeweiligen Enzyme zu identifizieren. Darüber hinaus werden wir Nicotinamid in biologischen Flüssigkeiten von Hirntumorpatienten messen und mit der Aktivität der jeweiligen Enzyme im Tumorgewebe korrelieren mit dem Ziel, Biomarker für die Aktivität des Nicotinamid-Stoffwechsels für zukünftige Stratifizierung von Patienten zur Behandlung mit Inhibitoren dieses Stoffwechselweges zu identifizieren. Zudem werden wir mittels „Metabolic Flux Analysen“ den Tryptophan- und Nicotinamid-Stoffwechsel modellieren.

Unsere Mitarbeitende

Unser Team zeichnet sich durch klare Arbeitsteilung und enge Zusammenarbeit über Fachgrenzen hinweg aus. Diese Struktur ermöglicht effizientes Arbeiten und einen erfolgreichen Austausch zwischen Theorie und Praxis.

Geleitet wird die Abteilung von Prof. Dr. Opitz, unterstützt in organisatorischen Belangen von Frau Flörchinger. Gemeinsam koordinieren sie sämtliche Projekte und Abläufe.

Dr. Prentzell übernimmt eine Schlüsselrolle in der Betreuung und Umsetzung laborbezogener Projekte. Als Vertreterin von Prof. Dr. Opitz fungiert sie zudem als Bindeglied zwischen den verschiedenen Arbeitsbereichen.

Ein weiteres zentrales Standbein ist unser Bioinformatik-Team unter der Leitung von Dr. Sadik, ergänzt durch unsere Doktorandin Manar Abdalazem. Gemeinsam entwickeln sie datenbasierte Modelle, die direkt in experimentelle Forschung einfließen. Unsere Doktorandin Ivana Karabogdan nutzt ebenfalls computerbasierte Ansätze, mit Fokus auf Strukturanalysen.

Hochqualifizierte Scientists und Postdocs bringen mit ihren unterschiedlichen Hintergründen wertvolle Impulse. Besonders hervorzuheben ist Dr. Panitz, die als Clinician Scientist klinische und wissenschaftliche Expertise vereint. Dr. Holfelder, Dr. Saharuka und Dr. Henneberg bereichern als motivierte Nachwuchswissenschaftlerinnen unsere Projekte maßgeblich.

Für einen reibungslosen Laboralltag sorgen unsere technischen Assistentinnen Bianca Berdel und Lara Eckhardt. Sie gewährleisten eine funktionierende Infrastruktur und unterstützen aktiv unsere Forschung. Komplettiert wird das Team durch unsere engagierte Auszubildende Mia Elsesser.

Die praktische Umsetzung vieler Forschungsprojekte liegt in den Händen unserer PhD-Studierenden: Francisco Yanqui Rivera, Sophie Seifert, Deepak Sayeeram, Livnat Barski und Tim Kühn. Sie sind ein zentraler Motor unseres wissenschaftlichen Fortschritts.

Zahlreiche Studierende haben unser Team über die Jahre bereichert – durch ihre Projektbeiträge und ihr Engagement im Laboralltag haben sie sowohl unsere Forschung als auch das kollegiale Miteinander entscheidend geprägt.

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    Prof. Dr. Christiane Opitz

    Division Head

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    Dr. Mirja Tamara Prentzell

    Deputy Division Head

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    Beate Flörchinger

    Office Management

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    Dr. Ahmed Sadik

    Bioinformatics Scientist

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    Dr. Verena Panitz

    Clinician Scientist

Team: Metabolic crosstalk in cancer Klicken Sie hier um unser gesamtes Team kennenzulernen

Ausgewählte Publikationen

2024 - bioRxiv 2023.01.16.523931

Pauline Holfelder*, Lucas Hensen*, Mirja Tamara Prentzell*, Patricia Razquin Navas*, Marie Solvay*, Ahmed Sadik, Deepak Sayeeram, Ulrike Rehbein, Tobias Bausbacher, Anna-Sophia Egger, Leon Regin, Alexander M. Heberle, Sophie Seifert, Alexandre Leytens, Alexander Kowar, Lorenz Waltl, André Gollowitzer, Tetsushi Kataura, Seema Ouhadi, Ivana Karabogdan, Madlen Hotze, Tobias Kipura, Alienke van Pijkeren, Yang Zhang, Maria Rodriguez Peiris, Cecilia Barile, Jingjing Zhu, Lea Emmy Timpen, Florian Hatzmann, Anja Reintjes, Bianca Berdel, Luis F. Somarribas Patterson, Michèle Reil, Vera Peters, Jose Ramos Pittol, Ineke van ˈt Land-Kuper, Lara E. Eckhardt, Philipp Sievers, Felix Sahm, Shad A. Mohammed, Teresa Börding, Sönke Harder, Fabricio Loayza-Puch, Viktor I. Korolchuk, Hartmut Schlüter, Jörn Dengjel, Andreas Koeberle, Carsten Hopf, Saskia Trump, Marcel Kwiatkowski, Christine Sers, Benoit J. Van den Eynde#, Christiane A. Opitz#, Kathrin Thedieck#


*equally contributing first authors
# shared corresponding and last authors

2023 - Biochem Pharmacol. 2023 Oct;216:115798

Christiane A Opitz*, Pauline Holfelder*, Mirja Tamara Prentzell, Saskia Trump*


*equally contributing authors

2021 - Theranostics. 3;11(19):9217-9233

Panitz V*, Koncarevic S*, Sadik A*, Friedel D, Bausbacher T, Trump S, Farztdinov V, Schulz S, Sievers P, Schmidt S, Jürgenson I, Jung S, Kuhn K, Pflüger I, Sharma S, Wick A, Pfänder P, Selzer S, Vollmuth P, Sahm F, von Deimling A, Heiland I, Hopf C, Schulz-Knappe P, Pike I, Platten M, Wick W, Opitz CA


*equally contributing first authors

2021 - Cell, Jan 18:S0092-8674(20)31694-9

Prentzell MT*, Rehbein U*, Cadena Sandoval M*, De Meulemeester AS*, Baumeister R, Brohée L, Berdel B, Bockwoldt M, Carroll B, Chowdhury SR, von Deimling A, Demetriades C, Figlia G; Genomics England Research Consortium, de Araujo MEG, Heberle AM, Heiland I, Holzwarth B, Huber LA, Jaworski J, Kedra M, Kern K, Kopach A, Korolchuk VI, van 't Land-Kuper I, Macias M, Nellist M, Palm W, Pusch S, Ramos Pittol JM, Reil M, Reintjes A, Reuter F, Sampson JR, Scheldeman C, Siekierska A, Stefan E, Teleman AA, Thomas LE, Torres-Quesada O, Trump S, West HD, de Witte P, Woltering S, Yordanov TE, Zmorzynska J, Opitz CA#, Thedieck K#


*equally contributing first authors
# shared corresponding and last authors

2020 - Cell. 2020 Aug 17:S0092-8674(20)30946-6

Sadik A*, Somarribas Patterson LF*, Öztürk S*, Mohapatra SR*, Panitz V, Secker PF, Pfänder P, Loth S, Salem H, Prentzell MT, Berdel B, Iskar M, Faessler E, Reuter F, Kirst I, Kalter V, Foerster KI, Jäger E, Guevara CR, Sobeh M, Hielscher T, Poschet G, Reinhardt A, Hassel JC, Zapatka M, Hahn U, von Deimling A, Hopf C, Schlichting R, Escher BI, Burhenne J, Haefeli WE, Ishaque N, Böhme A, Schäuble S, Thedieck K, Trump S#, Seiffert M#, Opitz CA#


*equally contributing first authors
# shared corresponding and last authors

2011 - Nature . 2011 Oct 5;478(7368):197-203

Opitz CA*, Litzenburger UM*, Sahm F, Ott M, Tritschler I, Trump S, Schumacher T, Jestaedt L, Schrenk D, Weller M, Jugold M, Guillemin GJ, Miller CL, Lutz C, Radlwimmer B, Lehmann I, von Deimling A, Wick W, Platten M


*equally contributing first authors

Weitere Publikationen

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