of the Max - MDC

Cancer Research Program
Krebsforschungsprogramm
Walter Birchmeier, Achim Leutz, Martin Lipp, Udo Heinemann
Cancer is a term for a collection of heterogeneous diseases that
arise in different organs through mutations in the genome. The
unifying characteristic of different types of cancers is that they escape
the natural “neighborhood watch” of growth control: cancer cells
divide in an uncontrolled fashion, they escape natural cell death and
the control of the immune system, and settle and grow elsewhere in
the body by migrating through the blood and lymph system (metastasis).
The objective of the MDC Cancer Research Program is to understand
how cancer develops and progresses and to use that knowledge
to improve the diagnosis and, ultimately, the treatment of cancer.
How does cancer arise? The human genome consists of at least 25,000
genes, some of which are of particular importance for the regulation
of cellular behavior. Many of these crucial genes are repeatedly found
to have undergone genetic alterations in cancer. These genes are
categorized as either “oncogenes” or “tumor suppressor genes” and
code for regulatory and structural proteins that control cell proliferation,
differentiation, apoptosis, and cell migration. Many of them are
also active during embryogenesis or during the development of
distinct cell types. This is why tumor cells appear to share characteristics
of embryonic cells.
The MDC Cancer Research Program consists of several scientific
research groups that work in fields crucial to understanding the
processes that underlie the development of cancer: signal transduction
and growth control, structural genomics research, and tumor
immunology. Knowledge in various basic biomedical and clinical disciplines
is pooled to investigate the causes and the emergence of cancer
and to find rational treatments. Cancer studies are conducted in
close collaboration with clinically oriented groups at the Robert-
Roessle Cancer Clinic of the Charité/Medical Faculty Berlin and at the
HELIOS Clinic. The aim of the Program is to discover and to characterize
genes that are responsible for the emergence of cancer and to
determine the function of these gene products in cellular and disease
processes. This understanding will be crucial in the development of
future cancer treatments.
Signalling pathways, Cell Biology, and Cancer
Research directions in the Program “Signalling pathways, Cell
Biology, and Cancer” focus on developmental biology/metastasis and
on leukemogenesis/lymphomagenesis. These themes are augmented
by basic research on protein turnover, the initiation of DNA replication,
transpositional biology, nuclear transport, human embryonal
stem cell biology, and the regulation of chromatin.
Cancer and metastasis
The process of metastasis is the major risk factor in cancer progression.
Tumors can be classified into different categories according to
Krebs ist der Sammelbegriff für eine Anzahl von im Einzelnen sehr
unterschiedlichen Erkrankungen, die in den verschiedenen
Organen des Körpers durch Mutationen im Genom entstehen können.
Ihr gemeinsames Kennzeichen ist, dass die Krebszellen sich der natürlichen
„Überwachung“ entziehen, die im Normalfall das Wachstum von
Zellen begrenzt. Krebszellen teilen sich spontan und unreguliert, werden
vom natürlichen Zelltodprogramm und der Abwehr durch das
Immunsystem unzureichend erfasst und können den Zellverband über
Blut- und Lymphkreislauf verlassen um sich an anderer Stelle als
Metastasen anzusiedeln. Das Forschungsprogramm am MDC zielt darauf,
die Entstehung und Ausbreitung von Krebsgewebe zu verstehen,
und dieses Wissen für Diagnose und Therapie von Krebserkrankungen
nutzbar zu machen.
Wie kommt es zu enthemmtem Wachstum von Zellen? Man weiß heute,
dass das menschliche Genom etwa 25 000 Gene enthält, von denen viele
für die Steuerung des Verhaltens der Zelle im Gewebeverband verantwortlich
sind. Viele dieser Gene finden sich regelmäßig in mutierter,
also genetisch veränderter Form, in Krebszellen wieder. Diese Klasse von
Genen wird begrifflich eingeteilt in „Onkogene“ (potentiell krebsfördernd)
und „Tumor-Suppressor-Gene“ (potentiell krebshemmend). Alle
kodieren für regulatorische Proteine oder für Strukturproteine, deren
Funktion die Steuerung von Zellproliferation, Zelldifferenzierung,
Apoptose und Zellmigration sind. Viele dieser Faktoren sind während
der Embryogenese und ebenso später bei der Regeneration bestimmter
Zelltypen aktiv. Deshalb haben Tumorzellen auch zahlreiche Eigenschaften
mit embryonalen Zellen gemeinsam.
Das MDC-Forschungsprogramm Krebs vereinigt mehrere Forschergruppen,
die auf den Gebieten der Signalübertragung, Wachstumskontrolle,
Strukturbiologie des Genoms und Tumorimmunologie arbeiten. Experimentell-theoretische
und klinische Expertise werden systematisch eingesetzt,
um die Ursachen und die Entstehung von Krebs zu verstehen
und zielgerichtete Therapien zu entwickeln. Die Studien werden in enger
Zusammenarbeit mit klinisch orientierten Forschergruppen der Robert-
Rössle-Klinik für Onkologie der Medizinischen Fakultät Berlin (Charité)
und der Helios-Kliniken durchgeführt. Das Ziel des Krebsforschungsprogramms
des MDC besteht darin, Gene zu identifizieren und zu charakterisieren,
die für die Entstehung von Krebs verantwortlich sind und zu
ermitteln, welche Rolle diese Genprodukte bei zellulären Vorgängen und
im Krankheitsverlauf spielen. Ein solches Wissen ist eine entscheidende
Voraussetzung für die Entwicklung zukünftiger Behandlungsverfahren.
Signalübertragungsketten, Zellbiologie und
Krebserkrankungen
Forschungen in diesem Teilprojekt sind zentriert auf die Beziehung zwischen
Entwicklungsvorgängen und Metastasierung sowie auf die Entstehung
von Leukämie und Lymphomen. Diese Forschung wird erweitert
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