Arbeitsgruppe Prof. Dr. Keller

Prof. Dr. Gisela Keller

Leitung: Prof. Dr.rer.nat. Gisela Keller (Link zum Lebenslauf)
Institut für Pathologie
Technische Universität München
Trogerstr. 18
81675 München
Tel.: 089-41404592
Email: gisela.keller@tum.de

Mitglieder der Arbeitsgruppe

AG Prof. Gisela Keller

Dr. Lukas Bauer, Dipl. hum. Biol.
Meike Kohlruß, Biologin M. Sc.
Bianca Grosser, cand. med. sc.
Agnes Takacs, cand. med.

Assoziierte Mitarbeiter
PD Dr. Julia Slotta-Huspenina, Pathologin
PD Dr. Moritz Jesinghaus, Pathologe
Susanne Plaschke, technische Assistentin


Forschungsgebiet - Überblick

Das Magenkarzinom ist eine Tumorerkrankung mit einer sehr schlechten Prognose. Aus diesem Grund wird ein Großteil der Magenkarzinompatienten mit multimodalen Therapiekonzepten behandelt. Sehr häufig erhalten die Patienten eine präoperative Chemotherapie, wobei die Ansprechraten jedoch relativ gering sind.

Ein Hauptinteresse unserer Arbeitsgruppe liegt in der Identifizierung von Biomarkern zur Vorhersage der Prognose der Patienten sowie zur Prädiktion des Ansprechens auf eine neoadjuvante Chemotherapie. Wir beziehen in unsere Untersuchungen sowohl tumorspezifische, genetische und epigenetische Veränderungen als auch DNA-Polymorphismen mit ein. Durch eine Charakterisierung der residualen Tumorzellen nach Chemotherapie möchten wir zu einem erweiterten Verständnis der Chemotherapieresistenz beitragen. Funktionelle Analysen in Zelllinien ergänzen unsere Untersuchungen und in Zellkulturmodellen evaluieren wir neue Therapieoptionen. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe liegt in der Charakterisierung der molekularen Ursachen für eine genetische Prädisposition für Magenkarzinome.

Klinikrelevante Fragestellungen stehen im Fokus unserer Arbeiten und eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Molekularbiologen, Pathologen und klinischen Kollegen ist für das Gelingen unserer Projekte essentiell.


Aktuelle Projekte

Prognostische und prädiktive Relevanz neuer integraler molekularer Subklassifikationen des Magenkarzinoms

In jüngster Zeit haben Entwicklungen im Bereich der Hochdurchsatztechnologien zur umfassenden Kartierung rekurrierender molekularer Alterationen solider Tumoren geführt. Im Zuge dieser Entwicklung erfolgte im Rahmen des „Cancer Genome Atlas“ Projektes (TCGA-Daten) kürzlich die genomweite Definition molekularer Veränderungen auf DNA-, RNA- und teilweise auf Proteinebene in mehreren hundert Magenkarzinomen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vier molekulare Tumorsubtypen mit folgenden gruppenspezifischen Charakteristika identifiziert: a) EBV-Positivität, b) Mikrosatelliteninstabilität c) chromosomale Instabilität (CIN) und d) genomische Stabilität, wobei in den einzelnen Subgruppen zudem Mutationen in bestimmten Genen bevorzugt auftreten. Eine weitere, teilweise überlappende Klassifikation mit folgenden Kriterien wurde vor kurzem von der Asian Cancer Research Group (ACRG) unter Einbezug von Genexpressionsanalysen beschrieben: a) Mikrosatelliten-instabile Tumoren b) Mikrosatelliten-stabile (MSS) Tumoren mit einem für eine epitheliale-mesenchymale Transition charakteristischem Expressionsmuster, c) MSS Tumoren vom TP53 aktivem und d) TP53 inaktivem Typ.

Ziel des vorliegenden Projektes ist es die prognostische und prädiktive Relevanz der auf den TCGA- und den ACRG-Daten basierenden molekularen Tumorklassifikationen in großen Kohorten jeweils chemotherapierter und nicht chemotherapierter Magenkarzinompatienten zweier Institutionen (TU-München und Universität Heidelberg) zu bestimmen, zu vergleichen und zu validieren. Hierzu werden wir die Vielzahl der in diesen Studie eingesetzten Methodiken auf das wesentliche zur Unterscheidung der einzelnen Subtypen nötige Minimum reduzieren.

Das Projekt verfolgt insgesamt zwei zentrale Gesamtziele: a) Vergleich und Überprüfung des klinischen Wertes der neuen molekularen Subklassifikationen sowie spezifischer Mutationsprofile des Magenkarzinoms und b) Validierung einfacher routinediagnostisch einsetzbarer Testkombinationen zur verlässlichen molekularen Einordnung der Tumoren auf der Grundlage dieser neuen Klassifikationsalgorithmen.

Etablierung eines Genexpression-basierten Prognosescores für eine individualisierte Tumortherapie beim Magenkarzinom

STOCAPS (Stomach Cancer Prognostic Expression Score)

Im Rahmen vorangegangener Arbeiten wurde in unserer Arbeitsgruppe eine Genexpressionssignatur identifiziert, die für eine bestimmte Patientengruppe die Prognose sehr gut vorhersagt.

Ziel dieses vom BMBF geförderten Projektes ist es, einen Genexpression-basierten Prognosescore für spezifische Gruppen von jeweils chemotherapierten und nicht chemotherapierten Magenkarzinompatienten zu optimieren und zu validieren, der für eine individualisierte Tumortherapie dieser Patienten einsetzbar wäre. Die Arbeiten werden in einem Verbundprojekt mit der Chirurgischen Klinik und dem Pathologischen Institut der Universität Heidelberg durchgeführt.

Untersuchungen zur Chemoresistenz in Magenkarzinomzelllinien

Um die Mechanismen der Chemotherapieresistenz in vitro unter verschiedenen Aspekten näher beleuchten zu können, werden in unserer Arbeitsgruppe ausgehend von Magenkarzinomzelllinien, Cisplatin und Oxaliplatin resistente Subzelllinien durch eine kontinuierliche Exposition mit diesen Agentien selektiert. Ziel ist es Resistenz-relevante Gene zu identifizieren und funktionell näher zu charakterisieren.

Genetische Prädisposition und Magenkarzinome

Keimbahnmutationen im Zelladhäsionsmolekül E-Cadherin sind die molekular-genetische Ursache für ein diffuses, hereditäres Magenkarzinomsyndrom in bis zu 30% der Patienten, die aufgrund spezifischer klinischer und familienanamnestischer Kriterien diesem Syndrom zugeordnet werden. Das Wissen über die  Penetranz und möglichen Genotyp-Phänotyp-Korrelationen sind derzeit noch limitiert und werden von einer internationalen Arbeitsgruppe, mit der wir zusammenarbeiten, näher erforscht. Die Analysen auf das Vorliegen einer Keimbahnmutation im E-Cadherin-Gen werden im Rahmen der molekularen Diagnostik durchgeführt.


Angewandte Methoden

  • DNA
    DNA-Sequenzierung, Mutationsanalysen mittels HRM (high resolution melting), Mikrosatellitenanalysen, Bestimmung von Kopiezahlalterationen, MLPA-Analysen

  • RNA
    quantitative RT-PCR
  • Proteine
    Immunhistochemie, Tissue Microarrays, Western-Blot
  • Zellen
    Chemosensitivitätstests, FACS-Analysen, siRNA

Ausgewählte Publikationen

Komplette Publikationsliste (PDF, Stand: Juli 2019)

Kohlruss M, Grosser B, Krenauer M, Slotta-Huspenina J, Jesinghaus M, Blank S, Novotny A, Reiche M, Schmidt T, Ismani l, Hapfelmeier A, Mathias D, Meyer P, Gaida M, Bauer L, Ott K, Weichert W, Keller G. Prognostic implication of molecular subtypes and response to neoadjuvant chemotherapy in 760 gastric carcinomas: role of Epstein Barr virus infection and high and low microsatellite instability. J Pathol Clin Res, 2019 Jun 17. [Epub ahead of print]

Kohlruss M, Reiche M, Jesinghaus M, Grosser B, Slotta-Huspenina J, Hapfelmeier A, Bauer L, Novotny A, Weichert W, Keller G. A microsatellite based multiplex PCR method for the detection of chromosomal instability in gastric cancer. Sci Rep. 2018 Aug 22;8(1):12551.

Bauer L, Hapfelmeier A, Blank S,  Reiche M, Slotta-Huspenina J, Jesinghaus M,  Novotny A, Schmidt T, Grosser B, Kohlruss M, Weichert W, Ott K, Keller G. A novel pretherapeutic gene expression based risk score for treatment guidance in gastric cancer. Ann Oncol. 2018, 29(1):127-132

Bauer L, Takacs A, Slotta-Huspenina J, Langer R, Becker K, Novotny A, Ott K, Walch A, Hapfelmeier A, Keller G. Clinical significance of NOTCH1 and NOTCH2 expression in gastric carcinomas: an immunohistochemical study. Front Oncol 2015, 5:94.

van der Post RS, Vogelaar IP, Carneiro F, Guilford P, Huntsman D, Hoogerbrugge N, Caldas C, Schreiber KE, Hardwick RH, Ausems MG, Bardram L, Benusiglio PR, Bisseling TM, Blair V, Bleiker E, Boussioutas A, Cats A, Coit D, DeGregorio L, Figueiredo J, Ford JM, Heijkoop E, Hermens R, Humar B, Kaurah P, Keller G, Lai J, Ligtenberg MJ, O'Donovan M, Oliveira C, Pinheiro H, Ragunath K, Rasenberg E, Richardson S, Roviello F, Schackert H, Seruca R, Taylor A, Ter Huurne A, Tischkowitz M, Joe ST, van Dijck B, van Grieken NC, van Hillegersberg R, van Sandick JW, Vehof R, van Krieken JH, Fitzgerald RC. Hereditary diffuse gastric cancer: updated clinical guidelines with an emphasis on germline CDH1 mutation carriers. J Med Genet 2015 52(6):361-374.

Bauer L, Langer R, Becker K, Hapfelmeier A, Ott K, Novotny A, Höfler H, Keller G. Expression profiling of stem cell-related genes in neoadjuvant-treated gastric cancer: A NOTCH2, GSK3B and β-catenin gene signature predicts survival. PLoS ONE 2012, 7(9): e44566.

Ebert MP, Tänzer M, Balluff B, Burgermeister E, Kretzschmar AK, Hughes DJ, Tetzner R, Lofton-Day C, Rosenberg R, Reinacher-Schick AC, Schulmann K, Tannapfel A, Hofheinz R, Röcken C, Keller G, Langer R, Specht K, Porschen R, Stöhlmacher-Williams J, Schuster T, Ströbel P, Schmid RM. TFAP2E-DKK4 and Chemoresistance in Colorectal Cancer. N Engl J Med. 2012, 366:44-53.

Mutze K, Langer R, Becker K, Ott K, Novotny A, Luber B, Hapfelmeier A, Göttlicher M, Höfler H, Keller G Histone deacteylase (HDAC) 1 and 2 expression and chemotherapy in gastric cancer. Annals Surg Oncol 2010, 17:3336-3343.

Mayrbaeurl B, Keller G, Schauer W, Burgstaller S, Czompo M, Hoebling W, Knoflach P, Duba HC, Hoefler H, Thaler J. Germline mutation of the E-cadherin gene in three sibling cases with advanced gastric cancer: clinical consequences for the other family members. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2010, 22:306-310.

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Oliveira C, Senz J, Kaurah P, Pinheiro H, Sanges R, Haegert A, Corso G, Schouten J, Fitzgerald R, Vogelsang H, Keller G, Dwerryhouse S, Grimmer D, Chin SF, Yang HK, Jackson CE, Seruca R, Roviello F, Stupka E, Caldas C, Huntsman D. Germline CDH1 deletions in hereditary diffuse gastric cancer families. Hum Mol Genet. 2009, 18(9):1545-55.

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Ott K, Vogelsang H, Marton N, Becker K, Lordick F, Kobl M, Schuhmacher C, Novotny A, Mueller J, Fink U, Ulm K, Siewert JR, Hofler H, Keller G. The thymidylate synthase tandem repeat promoter polymorphism: A predictor for tumor-related survival in neoadjuvant treated locally advanced gastric cancer. Int J Cancer. 2006, 119:2885-2894.

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Napieralski R, Ott K, Kremer M, Specht K, Vogelsang H, Becker K, Müller M, Lordick F, Fink U, Siewert RJ, Höfler H, Keller G. Combined GADD45A and thymidine phosphorylase expression levels predict response and survival of neoadjuvant-treated gastric cancer patients. Clin Cancer Res. 2005, 

Keller G, Biedermann K, Huntsman D, Döring C, Holinski-Feder E, Neutzling A, Siewert JR, Höfler H. Germline mutation of the E-cadherin  (CDH1) and TP53 rather than of RUNX3 and HPP1, contribute to genetic predisposition in German gastric cancer patients. J Med Genet 2004, 41(6):e89.

Ott K, Vogelsang H., Mueller J., Becker K, Müller M, Fink U, Siewert JR, Höfler H, Keller G. Chromosomal instability rather than p53 mutation is associated with response to neoadjuvant cisplatin-based chemotherapy in gastric cancer. Clin Cancer Res 2003, 9:2307-2315..

Keller G, Vogelsang H, Becker I, Hutter J, Ott K, Candidus S, Grundei T, Becker KF, Mueller J, Siewert JR, Höfler H: Diffuse type gastric and lobular breast carcinoma in a familial gastric cancer patient with an E-cadherin germline mutation. Am J Pathol 1999, 155:337-342.

 


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