Charakterisierung der Tumormikroumgebung
Ein zentrales Forschungsfeld der Klinik für Hämatologie und Onkologie ist die hochauflösende Beschreibung des Tumormikromilieus (engl. Tumor Microenvironment, TME). Darunter versteht man alle Zellen und Strukturen, die Tumoren umgeben und maßgeblich deren Wachstum, Metastasierung und Ansprechen auf Therapien beeinflussen.
Unser Fokus liegt auf dem Bronchialkarzinom, aber auch auf weiteren soliden Tumorerkrankungen. Im TME wirken Immunzellen, Fibroblasten, Blutgefäße und die extrazelluläre Matrix eng zusammen. Entzündungsprozesse, Sauerstoffmangel (Hypoxie) oder die Neubildung von Blutgefäßen (Tumorangiogenese) schaffen Bedingungen, die das Fortschreiten der Erkrankung begünstigen. Besonders die Tumorgefäße unterscheiden sich funktionell und molekular stark von normalen Gefäßen - ein Umstand, den wir gezielt erforschen, um neue therapeutische Angriffspunkte zu identifizieren.
Um diese Vielfalt zu entschlüsseln, setzen wir ein breites Spektrum modernster Technologien ein. Dazu gehört die BD Rhapsody Plattform für single-cell RNA-Sequenzierung (scRNA-seq), mit der auch schwer zugängliche Zelltypen wie Neutrophile zuverlässig analysiert werden können. Ergänzend nutzen wir Durchflusszytometrie auf höchstem Standard, um Immunzellpopulationen funktionell zu charakterisieren, sowie räumliche Proteomik (MACSima® Plattform), die Proteinprofile direkt im Gewebe und damit im räumlichen Kontext des TME sichtbar macht.
Unsere Arbeiten haben entscheidende Beiträge zur umfassenden Charakterisierung des Tumormikromilieus geleistet. So konnten wir den ersten hochauflösenden zellulären Atlas zum Lungenkrebs erstellen, der weltweit als Datenresource für Ärzt:innen und Forscher:innen frei zugänglich ist und neue Einblicke in die Zusammensetzung und funktionelle Vielfalt von Immun- und Stromazellen liefert. Darüber hinaus haben wir neuartige neutrophile Subtypen identifiziert und die spezifischen Eigenschaften von Tumorendothelzellen beschrieben, die maßgeblich zur Tumorangiogenese beitragen.
Die Erforschung des TME beim Bronchialkarzinom ist von zentraler Bedeutung für die Entwicklung zielgerichteter Therapien. Neue Ansätze setzen darauf, die Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und ihrer Umgebung besser zu verstehen und gezielt zu modulieren. Dies eröffnet Perspektiven für innovative Behandlungsstrategien, die nicht nur die Tumorzellen selbst, sondern auch die unterstützenden Elemente des Mikromilieus ins Visier nehmen.
Um der Komplexität des Tumors, der Heterogenität des Immunsystems sowie den individuellen Unterschieden zwischen Patient:innen gerecht zu werden, untersuchen wir diese Prozesse sowohl an Patientenmaterial als auch in Zellkulturen, 3D-Modellen und innovativen ex vivo Organ-Perfusionssystemen.
Publikationen:
Trebo, Manuel; Maurer, Thomas; Krendl, Felix J.; Salcher, Stefan; Martowicz, Agnieszka; Hautz, Theresa; Sopper, Sieghart; Amann, Arno; Cardini, Benno; Pölsler, Lukas; Mair, Anna; Hofmann, Julia; Meszaros, Andras T.; Hermann, Martin; Günther, Michaeal; Ormanns, Steffen; Trajanoski, Zlatko; Schneeberger, Stefan; Wolf, Dominik; Oberhuber, Rupert; Pircher, Andreas: Ex vivo modelling of human colorectal cancer liver metastasis by normothermic machine perfusion.
MOLECULAR CANCER. 2025; 24; 264.
PubMed: 41121208 doi: 10.1186/s12943-025-02430-7
Salcher, Stefan; Sturm, Gregor; Horvath, Lena; Untergasser, Gerold; Kuempers, Christiane; Fotakis, Georgios; Panizzolo, Elisa; Martowicz, Agnieszka; Trebo, Manuel; Pall, Georg; Gamerith, Gabriele; Sykora, Martina; Augustin, Florian; Schmitz, Katja; Finotello, Francesca; Rieder, Dietmar; Perner, Sven; Sopper, Sieghart; Wolf, Dominik; Pircher, Andreas; Trajanoski, Zlatko: High-resolution single-cell atlas reveals diversity and plasticity of tissue-resident neutrophils in non-small cell lung cancer.
CANCER CELL. 2022; 40(12); 1503-+.
PubMed: 36368318 doi: 10.1016/j.ccell.2022.10.008
Heidegger, Isabel; Fotakis, Georgios; Offermann, Anne; Goveia, Jermaine; Daum, Sophia; Salcher, Stefan; Noureen, Asma; Timmer-Bosscha, Hetty; Schaefer, Georg; Walenkamp, Annemiek; Perner, Sven; Beatovic, Aleksandar; Moisse, Matthieu; Plattner, Christina; Krogsdam, Anne; Haybaeck, Johannes; Sopper, Sieghart; Thaler, Stefanie; Keller, Markus A.; Klocker, Helmut; Trajanoski, Zlatko; Wolf, Dominik; Pircher, Andreas: Comprehensive characterization of the prostate tumor microenvironment identifies CXCR4/CXCL12 crosstalk as a novel antiangiogenic therapeutic target in prostate cancer.
MOLECULAR CANCER. 2022; 21(1); 132.
PubMed: 35717322 doi: 10.1186/s12943-022-01597-7