Molekulare Onkologie
Die Arbeitsgruppe Klinische und Molekulare Onkologie der HNO-Klinik des LMU Klinikums München erforscht, wie Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereichs lokal invasiv werden und streuen. Im Mittelpunkt stehen partielle Formen der epithelial-mesenchymalen Transition (EMT), bei der Tumorzellen den Kontakt zu ihren Nachbarzellen lockern und beweglich werden, das Tumor-Budding als erste sichtbare Phase der lokalen Invasion und die Oberflächenrezeptoren EpCAM, EGFR und CD44.
Die Gruppe arbeitet mit Zell- und 3D-Invasionsmodellen, Gewebeschnittkulturen, molekularbiologischen und bildgebenden Verfahren und mit Patientenkohorten, neben Kopf-Hals-Karzinomen auch bei Lungen- und Brustkrebs. Ziel ist, prognostische Biomarker zu identifizieren und zu validieren und Zielstrukturen für neue Therapien zu finden. Gefördert wird die Arbeit von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Wilhelm Sander-Stiftung und dem Förderprogramm für Forschung und Lehre (FöFoLe) der Medizinischen Fakultät der LMU München; Partner sind unter anderem die Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie des LMU Klinikums und das Helmholtz Zentrum München.
Wissenschaftliche Zielsetzung
Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereiches (HNSCC) haben weltweit eine hohe Inzidenz und sind mit einer starken Letalität verbunden. Wesentliche Faktoren, die das Überleben der Patientinnen und Patienten beeinflussen, sind die Ausdehnung des Tumors, das Vorhandensein nodaler Metastasen und Fernmetastasen. Gemeinsam haben diese klinischen Parameter die Notwendigkeit einer Streuung von Tumorzellen. Dies wird über eine Transdifferenzierung von Tumorzellen im Rahmen einer epithelial-mesenchymalen Transition (EMT) erreicht. Karzinomzellen verlieren bei der EMT verstärkt den Zell-Zell- und Zell-Matrix-Kontakt und erwerben migratorische und invasive Eigenschaften, die ihnen ein Abtrennen vom Primärtumor erlauben.
Dieser als Tumor-Budding bezeichnete Phänotyp stellt die erste visualisierbare Phase der lokalen Invasion dar und gilt als Ursprung lokaler Rezidive. Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der molekularen Charakterisierung partieller Formen der EMT, der lokalen Invasion und des Wiederauswachsens von Tumorzellen. Wir konzentrieren uns auf die Oberflächenrezeptoren EpCAM, EGFR, CD44 und ihre Funktion bei der Regulation der lokalen Invasion in HNSCC, Lungen- und Mammakarzinomen. Auf diese Weise möchten wir die regulatorischen Netzwerke invasiver Zellen aufdecken und therapeutisch wirksame Agenzien gegen geeignete Zielstrukturen identifizieren.
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Erkrankungsstadien von HNSCC-Patienten
Abbildung 2: Schematische Darstellung der Fragestellungen und angewandten Methoden.
Arbeitsschwerpunkte
- Molekularbiologische und funktionelle Charakterisierung von Ligand-Rezeptor-Interaktionen in Karzinomen mit Schwerpunkt auf EpCAM, EGFR und CD44
- Charakterisierung der frühen lokalen Invasion in HNSCC, Lungen- und Brustkrebs
- Identifizierung und Validierung von prognostischen Biomarkern für Karzinome des HNO-Bereichs
- Univ.-Prof. Dr. med. Dr. h. c. Martin Canis (Klinikdirektor)
- Prof. Dr. rer. nat. Olivier Gires (Laborleiter)
- Dr. Beatriz Cardoso de Toledo
- Gisela Kranz (TA)
- Sabina Schwenk-Zieger (TA)
- Judith Dünzkofer (TA)
- Hairong Wang (Dr. med. cand.)
- Yuanjiao Duan (Dr. med. cand.)
- Min He (Dr. med. cand.)
- Jiahang Song (Dr. med. cand.)
- Negin Alhkhani (PhD student)
- Xingxing Gong (PhD student)
- Fabian Krötzsch (Dr. med. cand.)
- Stella Beomseo Kim (Dr. med. cand.)
- Bastian Grebmeier (Dr. med. cand.)
Die Arbeitsgruppe kooperiert mit der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie des LMU Klinikums, mit zwei Arbeitsgruppen des Helmholtz Zentrums München, mit Universitäten und Universitätskliniken in Ljubljana, Düsseldorf, Shanghai, Chongqing und London sowie mit dem Unternehmen Cytelligen in San Diego.
- Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie (Prof. Kristian Unger, Prof. Claus Belka)
- Helmholtz Zentrum München; Arbeitsgruppe Apoptose (Prof. Irmela Jeremias)
- Helmholtz Zentrum München; Arbeitsgruppe Translational Metabolic Oncology (Prof. Horst Zitzelsberger, PD Dr. Julia Hess)
- Fakultät für Chemie und chemische Technologie, Ljubljana, Slowenien; Prof. Brigita Lenarcic
- Experimentelle Chirurgische Onkologie, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Kinderchirurgie, UKD Düsseldorf (Prof. Nikolas Stoecklein)
- Fudan University Shanghai, VR China (Prof. Hongxia Wang)
- Chongqing University, VR China (Dr. Min Pan)
- University College London, UK (Prof. Clare Bennett)
- Cytelligen, San Diego, USA (Dr. Peter Lin)
- Zellkultur: Tumorzellen, embryonale Stammzellen, primäre Zellen, 3D-Modelle der lokalen Invasion, Tissue Slice Culture
- Molekularbiologische Methoden: Immunblot, qPCR, FACS, Klonierung von Expressionsplasmiden, rekombinante Proteinexpression
- Imaging: Immunhistochemie, Zytochemie, Fluoreszenzmikroskopie, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie
- Laser-Mikrodissektion
- siRNA und CRISPR-Cas9-Knockouts
- Migrations- und Invasionsassays
- Patientenkohorten
- Bioinformatik und Data Analysis
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): GI 540/3-4
- Wilhelm Sander-Stiftung
- Förderprogramm für Forschung und Lehre (FöFoLe) der Medizinischen Fakultät der LMU München
Die Arbeiten befassen sich mit der molekularen Grundlage des Tumor-Buddings bei Kopf-Hals-Karzinomen, mit der EGFR-induzierten EMT und dem Ansprechen auf Cetuximab, mit dem Zusammenhang zwischen EMT-Phänotyp und Resistenz gegen FGFR-Hemmer, mit der Rolle von EpCAM in der Signalweiterleitung und in embryonalen Stammzellen, mit der Metastasierung beim Brustkrebs und mit genetischen Überschneidungen von Substanzkonsum und Krebserkrankungen.
1. Song, J. et al. Shared genetic architecture of psychoactive substance use and pan-cancer: insights from a large-scale genome-wide cross-trait analysis. BMC Med 24, doi:10.1186/s12916-026-04677-3 (2026).
2. Ourailidis, I. et al. Spatial transcriptomics reveals a molecular tumor budding signature in head and neck cancer. Genome Med 18, doi:10.1186/s13073-026-01612-2 (2026).
3. Gong, N. et al. EpCAM supports exit from pluripotency of embryonic stem cells via Eomes. Cell Death Dis 17, doi:10.1038/s41419-026-08734-w (2026).
4. Zhou, J. et al. EGFR-mediated local invasiveness and response to Cetuximab in head and neck cancer. Mol Cancer 24, 94, doi:10.1186/s12943-025-02290-1 (2025).
5. Ourailidis, I. et al. Multi-omics analysis to uncover the molecular basis of tumor budding in head and neck squamous cell carcinoma. NPJ Precis Oncol 9, 73, doi:10.1038/s41698-025-00856-2 (2025).
6. Broghammer, F. et al. Resistance of HNSCC cell models to pan-FGFR inhibition depends on the EMT phenotype associating with clinical outcome. Mol Cancer 23, 39, doi:10.1186/s12943-024-01954-8 (2024).
7. Schinke, H. et al. A transcriptomic map of EGFR-induced epithelial-to-mesenchymal transition identifies prognostic and therapeutic targets for head and neck cancer. Mol Cancer 21, 178, doi:10.1186/s12943-022-01646-1 (2022).
8. Baumeister, P., Zhou, J., Canis, M. & Gires, O. Epithelial-to-Mesenchymal Transition-Derived Heterogeneity in Head and Neck Squamous Cell Carcinomas. Cancers 13, 5355, doi:10.3390/cancers13215355 (2021).
9. Liu, X. et al. Epithelial-type systemic breast carcinoma cells with a restricted mesenchymal transition are a major source of metastasis. Sci Adv 5, eaav4275, doi:10.1126/sciadv.aav4275 (2019).
10. Maetzel, D. et al. Nuclear signalling by tumour-associated antigen EpCAM. Nat Cell Biol 11, 162-171 (2009).
