Onkologische Forschungsgruppen der Hautklinik

Leitung

Prof. Andreas Baur, MD, PhD

Überblick Forschungsschwerpunkte

• Prädiktive Tumortestung mit Biomarkern aus Exosomen zur Therapie und Verlaufskontrolle beim Malignen Melanom sowie dem Lymphom, sowie zur Bestätigungsdiagnostik beim Prostata Karzinom
• Die Rolle von PTEN für die Sekretion von PD-L1 auf/in Exosomen bei Tumor Patienten.
• Die Funktion von Exosomen bei der HIV Infektion
• Die Rolle von Exosomen bei der Alzheimer Erkrankung und Long COVID

Methoden

• Molekularbiologische Grundlagenforschung
• Klinische Testentwicklung
• Entwicklung klinischer Analysegeräte
• Verlaufskontrolle von Klinischen Studien

Kooperationspartner

• Hahn Schickard Institut in Freiburg
• Urologie Erlangen, Arbeitsgruppe Taubert
• Augenklinik Erlangen, Arbeitsgruppe Hohberger
• Psychiatrie Erlangen, Arbeitsgruppe Maler
• Virologie Helsinki, Arbeitsgruppe Kalle Saksela
• Siemens Healthcare, Arbeitsgruppe Marquardt

Publikationen

• Lee JH, Ostalecki C, Oberstein T, Schierer S, Zinser E, Eberhardt M, Blume K, Plosnita B, Stich L, Bruns H, Coras R, Vera-Gonzales J, Maler M, Baur AS. Alzheimer's disease protease-containing plasma extracellular vesicles transfer to the hippocampus via the choroid plexus. EBioMedicine. (2022); 77:103903. doi: 10.1016/j.ebiom.2022.103903.
• Rath M, Pitiot A, Kirr M, Fröhlich W, Plosnita B, Schliep S, Bauerschmitz J, Baur AS, Ostalecki C. Multi-Antigen Imaging Reveals Inflammatory DC, ADAM17 and Neprilysin as Effectors in Keloid Formation. Int J Mol Sci.(2021); 22(17):9417. doi: 10.3390/ijms22179417
• Lee, JH, Eberhardt, M., Blume, K., Vera-Gonzalez J. and Baur AS. Evidence for Liver cells and PBMC secreting Tumor-suppressive Plasma Extracellular Vesicles in Melanoma patients. EBioMedicine (2020); 62:103119
• Lee JH, Dindorf J, Eberhardt M, Lai X, Ostalecki C, Koliha N, Gross S, Blume K, Bruns H, Wild S, Schuler G, Vera J, Baur AS. Innate extracellular vesicles from melanoma patients suppress β-catenin in tumor cells by miRNA-34a. Life Sci Alliance (2019); 2(2).
• Schierer S, Ostalecki C, Zinser E, Lamprecht R, Plosnita B, Stich L, Dörrie J, Lutz MB, Schuler G, Baur AS. Extracellular vesicles from mature dendritic cells (DC) differentiate monocytes into immature DC.Life Sci Alliance (2018); 1(6) 
• Lee JH, Ostalecki C, Zhao Z, Kesti T, Bruns H, Simon B, Harrer T, Saksela K, Baur AS. HIV Activates the Tyrosine Kinase Hck to Secrete ADAM Protease-Containing Extracellular Vesicles.EBioMedicine (2018); 28:151-161
• Ostalecki C, Lee JH, Dindorf J, Collenburg L, Schierer S, Simon B, Schliep S, Kremmer E, Schuler G, BaurAS. Multiepitope tissue analysis reveals SPPL3-mediated ADAM10 activation as a key step in the transformation of melanocytes. Science Signaling (2017); 10 (470).

Kontakt

Andreas Baur, MD, PhD, Prof.
University of Erlangen
Dept. of Dermatology
Kussmaul Forschungscampus Modul 2
Hartmannstr. 14
D-91052 Erlangen
Germany

Ph. off +49 9131 85-39534
Ph. lab +49 9131 85-39537

Andreas.Baur(at)uk-erlangen.de

Stand: 02/2023

Leitung

Prof. Dr. Niels Schaft und PD Dr. rer. nat. Jan Dörrie

Mitglieder

Annett Hamann (MTA), Nadine Hellmuth (MTA), Franziska Bremm (Doktorandin; Naturwissenschaften), Amanda Binder (Doktorandin; Naturwissenschaften), Lisa Arnet (Doktorandin; Medizin), Christopher Lischer (Doktorand; Naturwissenschaften; zusammen mit AG Laboratory of Systems Tumor Immunology (Leiter: Prof. Dr. Julio Vera-González), Esther Güse (Doktorandin; Naturwissenschaften; zusammen mit AG Laboratory of Systems Tumor Immunology (Leiter: Prof. Dr. Julio Vera-González), Liying Brion („visiting“ Masterstudentin; Naturwissenschaften; Brüssel; Belgien), Maartje Hof („visiting“ Masterstudentin; Naturwissenschaften; Antwerpen; Belgien), Ignasi Espinós i Longa („visiting“ Masterstudentin; Naturwissenschaften; Barcelona; Spanien)

Überblick Forschungsschwerpunkte

Seit Jahren beschäftigen wir uns mit der Erforschung des malignen Melanoms der Haut. Wir arbeiten an der Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze, mit denen eine Behandlung dieser Erkrankung auch in fortgeschrittenen Stadien möglich ist. Auch zur Behandlung anderer Formen des Melanoms, wie etwa des Aderhautmelanoms und weiterer Arten des Hautkrebs werden solche Ansätze von uns untersucht.

Durch therapeutische Impfung mit speziellen körpereigenen Zellen (sog. dendritischen Zellen) kann in Krebspatienten eine, gegen den Tumor gerichtete, Immunantwort erzeugt werden. Im Zuge dessen haben wir eine neue Technik etabliert, die es erlaubt Zellen vorübergehend mit beliebigen Proteinen auszustatten, ohne sie dabei gentechnisch zu verändern. Dies erfolgt dadurch, dass mRNA in die Zellen eingebracht wird. Diese mRNA stellt den Bauplan für die Proteine dar, sodass die Zelle diese Proteine selbst produziert. Obwohl wir die dendritischen Zellen so bereits auf verschiedene vielversprechende Arten modifiziert haben, reichte die dadurch im Patienten induzierte Immunantwort in ihrer Qualität und Quantität meist nicht aus, um den Tumor zu eliminieren. Deswegen erproben wir in Zellkulturexperimenten stetig neue Möglichkeiten und verbessern die bestehenden.

Des Weiteren arbeiten wir an T-Zellen. Als sog. zytotoxische T-Zellen können sie mit Krankheitserregern infizierte Zellen und Krebszellen direkt angreifen. Mit ihrem T-Zell-Rezeptor erkennen sie ihre Zielzellen an bestimmten Oberflächenstrukturen. Bei chronischen Erkrankungen gelingt es vielen Patienten jedoch nicht, T-Zellen zu erzeugen, die den entsprechenden Krankheitsauslöser effektiv erkennen. Durch die Technik der RNA-Elektroporation können wir den Bauplan (RNA) für geeignete Rezeptoren in T-Zellen im Reagenzglas einschleusen. So haben wir die Möglichkeit krebsspezifische Rezeptoren in die Zellen einzubringen und die T-Zellen in die Lage zu versetzten, eine gewünschte Oberflächenstruktur auf Krebszellen zu erkennen. Das Verhalten von derart veränderten T-Zellen wurde in vorklinischen Versuchen eingehend untersucht, wobei sich zeigte, dass diese umprogrammierten Zellen viele wichtigen Funktionen der T-Zellen ausführen können. Im Moment wird dieser Ansatz für die klinische Anwendung umgesetzt.

Laufende Forschungsprojekte

• „Präklinische Untersuchung der Kombination aus Checkpoint-Blockade und Vakzination mit dendritischen Zellen gegen das Merkel-Zell-Karzinom“ (GRK2504 der DFG)
• “RNA processing for anti-cancer immunotherapy - CanceRNA” (EU Horizon Europe)
• "Identifizierung spezifischer Tumorantigene für die CAR-T-Zelltherapie gegen das Uveamelanom durch RNA-Sequenzierung und computergestützte Modellierung” (Hiege-Stiftung)
• „Identifizierung spezifischer Tumorantigene für die CAR-T-Zelltherapie gegen das kutane Melanom durch RNA-Sequenzierung und computergestützte Modellierung“ (Forschungsstiftung Medizin am Universitätsklinikum Erlangen)
• “Innovative mRNA vaccine against NSCLC: Designing a platform of targeted polymeric nanoparticles for efficient personalized therapy – TumorOUT” (EU Transcan 2021)
• „Zusammenspiel zwischen Tumor, Mikromilieu und Immunantwort im Aderhautmelanom“ (Hiege-Stiftung)
• „New Designer Vehicles to Join in the CAR Race; Beyond T Cells and T Cell-Derived Signalling Domains for Optimal Tumour Treatment”

Methoden

• RNA design und Transfektion in (primären) humanen Zellen

Studien

• “IKKb-matured, RNA-loaded Dendritic Cells for Metastasized Uveal Melanoma” (NCT04335890; active, not recruiting)
• “Autologous T cells expressing a CAR specific for CSPG4 for clinical treatment of metastatic uveal melanoma” (in Vorbereitung)

Kooperationspartner

Intern:

• Julio Vera-González: Laboratory of Systems Tumor Immunology, Hautklinik Erlangen
• Caroline Bosch-Voskens: AG Translationale Immundermatologie, Hautklinik Erlangen

Extern:

• Christina Janko: Sektion für Experimentelle Onkologie und Nanomedizin (SEON), Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Universitätsklinikum Erlangen
• Michal Lotem: Center for Melanoma and Cancer Immunotherapy, Sharett Institute of Oncology, Hadassah Hebrew University Medical Center, Jerusalem, Israel
• Maria Carmo-Fonseca: Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes, Lissabon, Portugal
• Cristina Fornaguera Puigvert: Grup d’Enginyeria de Materials (GEMAT), Bioengineering department, IQS School of Engineering, Universitat Ramon Llull, Barcelona, Spanien
• Hinrich Abken: Abteilung für Gen-Immuntherapie, Leibniz-Institut für Immuntherapie c/o Universitätsklinikum Regensburg
• Wolfgang Herr: Klinik und Poliklinik für Innere Medizin III
• Hämatologie und Internistische Onkologie, Universitätsklinikum Regensburg
• Tanja de Gruijl: Immunotherapy and Immune monitoring Lab, Department of Medical Oncology, Cancer Center of the Amsterdam University Medical Centers

Publikationen

Most important publications of the last 5 years (2020 - 2024)

• Schaft et al., The future of affordable cancer immunotherapy. doi: 10.3389/fimmu.2023.1248867.
• Pfister et al., Human T cells loaded with superparamagnetic iron oxide nanoparticles retain antigen-specific TCR functionality. doi: 10.3389/fimmu.2023.1223695.
• Heger et al., XCR1 expression distinguishes human conventional dendritic cell type 1 with full effector functions from their immediate precursors. doi: 10.1073/pnas.2300343120.
• Harrer et al., CARs and Drugs: Pharmacological Ways of Boosting CAR-T-Cell Therapy. doi:10.3390/ijms24032342.
• Lutz et al., Guidelines for mouse and human DC generation. doi:10.1002/eji.202249816.
• Harrer et al., Decitabine-Mediated Upregulation of CSPG4 in Ovarian Carcinoma Cells Enables Targeting by CSPG4-Specific CAR-T Cells. doi:10.3390/cancers14205033
• Beenen et al., Beyond Cancer: Regulation and Function of PD-L1 in Health and Immune-Related Diseases. doi: 10.3390/ijms23158599.
• Lai et al., Multi-Level Computational Modeling of Anti-Cancer Dendritic Cell Vaccination Utilized to Select Molecular Targets for Therapy Optimization. doi: 10.3389/fcell.2021.746359.
• Koch et al., A One-Armed Phase I Dose Escalation Trial Design: Personalized Vaccination with IKKβ-Matured, RNA-Loaded Dendritic Cells for Metastatic Uveal Melanoma. doi:10.3389/fimmu.2022.785231.
• Hoyer S et al., BRAF and MEK Inhibitors Affect Dendritic-Cell Maturation and T-Cell Stimulation. doi: 10.3390/ijms222111951.
• Sauerer et al., Single-Molecule RNA Sequencing Reveals IFNγ-Induced Differential Expression of Immune Escape Genes in Merkel Cell Polyomavirus-Positive MCC Cell Lines. doi:10.3389/fmicb.2021.785662.
• Gehrcken et al., T-Cell Responses in Merkel Cell Carcinoma: Implications for Improved Immune Checkpoint Blockade and Other Therapeutic Options.doi: 10.3390/ijms22168679.
• Lai et al., Network- and systems-based re-engineering of dendritic cells with non-coding RNAs for cancer immunotherapy. doi:10.7150/thno.53092.
• Bosch et al., A Chimeric IL-15/IL-15Rα Molecule Expressed on NFκB-Activated Dendritic Cells Supports Their Capability to Activate Natural Killer Cells. doi:10.3390/ijms221910227.
• Schaft., The Landscape of CAR-T Cell Clinical Trials against Solid Tumors - A Comprehensive Overview. doi:10.3390/cancers12092567.
• Sievers et al., CARs: Beyond T Cells and T Cell-Derived Signaling Domains. doi:10.3390/ijms21103525.

Kontakt

Prof. Dr. Niels Schaft:
niels.schaft(at)uk-erlangen.de
09131 85-31127

PD Dr. rer. nat. Jan Dörrie:
jan.doerrie(at)uk-erlangen.de
09131 85-31127

Weiterführende Links

Homepage AG RNA-basierte Immuntherapie:

https://www.hautklinik.uk-erlangen.de/forschung-und-lehre/grundlagenforschung/rna-basierte-immuntherapie/

Prof. Dr. Niels Schaft

Scopus: www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=8737496000

Orcid: https://orcid.org/0000-0001-8236-9298

PD Dr. rer. nat. Jan Dörrie

Scopus: www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=17341898900

Orcid: https://orcid.org/0000-0002-3478-0741

Stand: 01/2024

Leitung

Prof.Dr. Julio Vera-González

Überblick Forschungsschwerpunkte

Our laboratory focus is on medical systems biology and our mission is to apply systems approaches to determine mechanisms of therapy in cancer and autoimmunity.

Our expertise is in reconstruction, analysis and modeling of biochemical and cell-to-cell networks in human diseases. We develop methodologies to integrate database knowledge, bioinformatics algorithms and high throughput data into ncRNA enriched regulatory networks.

We exploit bulk and scRNA-Seq data in combination with machine learning and multi-criteria decision algorithms to detect and select tumor antigens for immunotherapy and protein target for drug repurposing.

The team develops 3D hybrid, multi-level (molecular + cell-to-cell) models accounting for the interplay between cancer and immune cells in melanoma.

We coordinate the BMBF consortium e:Med MelAutim: www.melautim.net

Laufende Forschungsprojekte

• BMBF – MelAutim. Systems medicine of melanoma and autoimmunity in the context of immunotherapy
• BMBF-KIVesD. Diagnostik mit Biomarker Mustern aus Plasma extrazellulären Vesikeln mit Methoden der künstlichen Intelligenz
• EU-CANCERNA. RNA PROCESSING FOR ANTI-CANCER IMMUNOTHERAPY
• Hiege Stiftung and Forschungsstiftung Medizin UK Erlangen. Data-driven detection of target antigens for CAR therapy in melanoma
• IZKF- Mechanisms controlling functionality and persistence of CD19.CAR T-cells

Methoden

RNA-Seq, scRNA-Seq, third generation sequencing, bioinformatics, network biology, computational modelling, machine learning, multicriteria decision algorithms

Kooperationspartner

• Jan Dörrie, Niels Schaft, Andreas Baur and Markus Heppt. Dermatology UK Erlangen
• Heiko Bruns and Simon Völkl. Med5 UK Erlangen
• Gerhard Krönke. Charité Berlin
• Olaf Wolkenahuer and Brigitter Pützer. Uni-Rostock
• Lucie Heinzerling. LMU Munich
• Michal Lotem. Hadassah Cancer Research Institute, Jerusalem, Israel
• Carmo Fonseca.Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes. Lisboa, Portugal
• Ulf Schmitz. James Cook University, Townsville, Australia

Publikationen

• Melanoma 2.0. Skin cancer as a paradigm for emerging diagnostic technologies, computational modelling and artificial intelligence (2022). Vera J, Lai X, Baur A, Erdmann M, Gupta S, Guttà C, Heinzerling L, Heppt MV, Kazmierczak PM, Kunz M, Lischer C, Pützer BM, Rehm M, Ostalecki C, Retzlaff J, Witt S, Wolkenhauer O, Berking C.  Brief Bioinform. 2022 Oct 17:bbac433. doi: 10.1093/bib/bbac433. Epub ahead of print. PMID: 36252807.
• A disease network-based deep learning approach for characterizing melanoma (2022).  X Lai, J Zhou, A Wessely, M Heppt, A Maier, C Berking, J Vera, L Zhang.  Int J Cancer.  doi: 10.1002/ijc.33860
• Network- and systems-based re-engineering of dendritic cells with non-coding RNAs for cancer immunotherapy (2020) X Lai, FS Dreyer, M Cantone, M Eberhardt, KF Gerer, T Jaitly, S Uebe, Cr Lischer, A Ekici, J Wittmann, HM Jäck, N Schaft, J Dörrie, J Vera. Theranostics. doi:10.7150/thno.53092.
• Curatopes Melanoma: a database of predicted T cell epitopes from overly expressed proteins in metastatic cutaneous melanoma (2019) C Lischer, M Eberhardt, T Jaitly, C Schinzel, N Schaft, J Dörrie, G Schuler, J Vera. Cancer Reearch, canres.0296.2019. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-19-0296
• Systems Biology-based exploitation of cooperating miRNAs as monotherapy or adjuvant therapy in cancer (2019) X Lai, M Eberhardt, U Schmitz, J Vera. Nucleic Acids Research, 47(15):7753-7766. doi: 10.1093/nar/gkz638

Kontakt

Laboratory of Systems Tumor Immunology

Department of Dermatology
FAU Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen

Hartmannstraße 14, 91052, Erlangen, Germany

+49 9131 85-45876

Weiterführende Links

www.jveralab.net

Stand: 02/2023