Forschungsprojekte

Bioptisch basierte Prädiktion und Prognose bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Gruppe Lugli Unsere Gruppe arbeitet aktuell an der Implementierung des bioptisch basierten IBD-DCA-Score, um 
die Prognose der Krankheitsentwicklung und die Vorhersage des Therapieerfolgs bei Patienten mit entzündlichen
Darmerkrankungen (IBD) zu unterstützen. Parallel dazu analysieren wir den prognostischen Wert des Scores und entwickeln einen
AI-Algorithmus, der das Scoring automatisiert. In Kollaboration mit Gastroenterologen aus Europa (Schweiz, Niederlanden) hoffen wir, Gewebe basierte Marker zu identifizieren, die eine personalisierte Behandlungsstrategie bei asymptomatischen Patienten ermöglichen, bei denen im Rahmen der Darmkrebsvorsorge eine CED diagnostiziert wird.

Schematischer Überblick über die Gewebe basierten Informationen. Diese unterstützen die Behandlungsstrategie bei asymptomatischen Patienten, bei welchen m Rahmen der Darmkrebsvorsorge eine chronisch-entzündliche Darmerkrankung diagnostiziert wurde.

Untersuchung der Regulation des lokalen Immunsystems bei COVID-19

Gruppe Krebs Die Mechanismen, die bei einigen COVID-19-Patienten zu einer schweren entzündlichen Lungenerkrankung führen, sind unbekannt. In diesem Projekt wollen wir die Zellen in der Lungenlavage dieser Patienten analysieren und diese Ergebnisse mit denen von Kollegen vergleichen, die an einem Mausmodell von COVID-19 arbeiten. Wir hoffen, so Angriffspunkte für eine COVID-19-Therapie zu finden.

 

 

 

 

 

Grafische Zusammenfassung des Projektes

Die Erkennung von Glykolipiden durch Natürliche Killer T Zellen

Gruppe Freigang Natural Killer T (NKT) Zellen sind CD1d-restringierte T Zellen mit starken immun-regulatorischen Funktionen, welche körpereigene und mikrobielle Glykolipide erkennen. Obwohl die Wirksamkeit von NKT-Zellagonisten derzeit in der Immuntherapie von Infektionskrankheiten und Krebs untersucht wird, sind die Mechanismen, welche die CD1d-Antigenpräsentation und die Aktivierung der NKT Zellen in vivo regulieren, nur unvollständig verstanden. Dieses Projekt charakterisiert Mechanismen, über die die CD1d-Antigenpräsentation mit dem Lipidstoffwechsel verknüpft sind, und untersucht essentielle Effektorfunktionen der NKT-Zellen im Rahmen von mikrobiellen Infektionen.

Metabolische Adaptationsmechanismen in der vaskulären Immunpathologie

Gruppe Freigang Atherosklerose-bedingte Erkrankungen verbleiben die weltweit häufigste Todesursache, und chronische Entzündungen sind ein wichtiger fördernder Faktor für das Fortschreiten der Krankheit. Erste klinische Studien haben die positive Wirkung entzündungshemmender Therapien bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen gezeigt. Um wirksamere Behandlungsstrategien zu entwickeln, ist ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen der Gefäßentzündung erforderlich. In diesem Projekt untersuchen wir, wie die Dyslipidämie - und daraus resultierende Störungen des Lipidstoffwechsels in Immunzellen - physiologische Immunreaktionen beeinflussen und zur vaskulären Immunpathologie bei Atherosklerose beitragen.

Präparate der Mausaorta. Die durch eine Fettdiät verursachten arteriosklerotischen Läsionen wurden mittels Ölrot O-Färbung sichtbar gemacht

Zelltyp-spezifische Regulierung der IL-1-gesteuerten Entzündung

Gruppe Freigang Invasive Pilzinfektionen sind durch hohe Sterblichkeitsraten und begrenzte Therapieoptionen gekennzeichnet. Wir haben den IL-1-Rezeptor-Antagonisten (IL-1Ra) als einen Immun-Checkpoint des angeborenen Immunsystems identifiziert, der die invasive Ausbreitung von Pilzpathogenen fördert. Wir fanden, dass die therapeutische Neutralisierung des IL-1Ra vor einer tödlichen Candida-Sepsis schützt, während eine Interferon-vermittelte Verstärkung der IL-1Ra-Ausschüttung die Pilzerkrankung verschlimmert. Dieses Projekt erforscht IL-1/IFN I-Crosstalk-Mechanismen, wie z.B. IL-1Ra, als potenzielle Biomarker und therapeutische Ziele bei Infektionen.

 

Immunfluoreszenzfärbung einer infizierten Mausniere. Die Ausbreitung des Pilzes Candida albicans im Gewebe wurde durch Anfärben der Pilzzellwand sichtbar gemacht.

Die Rolle von Zytokinen für die Immunpathologie und die Tumorentwicklung

Gruppe Krebs Entzündung trägt massgeblich zur Krebsentstehung bei. Wir konnten zeigen, dass IL-33-Signalwege für die Entwicklung von myeloproliferativen Neoplasmen (MPN), einer Art von Blutkrebs, wichtig sind und auch Dickdarmkrebs fördern (Mager, J Clin Invest, 2015; Mertz, OncoImmunology, 2015; Pastille, Mucosal Immunol, 2019; Yeoh & Vu, Cytokine, 2022). Derzeit untersuchen wir den Beitrag von IL-33 zur MPN Progression, sowie die zellulären und molekularen Mechanismen, die zum IL-33 abhängigen Dickdarmkrebs und chronischer Lungenentzündung führen. Für diese Studien verwenden wir Patientengewebe und Mausmodelle.

 

 

Erhöhte Expression von IL-33 im Knochenmark von MPN Patienten. IL-33: braun; CD34 (Endothelzellen): rot

mRNA-Spleissen und epitheliale Integrität

Gruppe Krebs Bei Darmerkrankungen wird die Darmbarriere oft gestört, was zu einer Durchlässigkeit des Darms oder der Darmwand führt. Wir haben kürzlich gezeigt, dass das Protein ESRP1, ein Regulator des mRNA-Spleissens in Epithelzellen, eine kritische Funktion zur Aufrechterhaltung der Integrität der Darmbarriere aufweist (Mager et al., eLife, 2017). In diesem Projekt untersuchen wir weiter, wie der Verlust oder die Reduktion von ESRP1 zur intestinalen Homöostase und Pathogenese, einschliesslich chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen und Darmkrebs, führt.

 

 

 

Bakterien (weisse Pfeile) durchdringen die undichte Darmbarriere von Esrp1-Mutantenmäusen. Massstabsbalken: 100 μm (aus Mager et al., eLife, 2017)

Immunregulierung und Immunpathologie

Gruppe Krebs Unser Immunsystem besteht zum einen aus der angeborenen Immunität, welche eine erste Verteidigungslinie darstellt und zum anderen aus der erworbenen Immunität, die zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert wird und für das immunologische Gedächtnis verantwortlich ist. 
In diesem Projekt verwenden wir verschiedene Mausmodelle, um die Rolle spezifischer Gene bei der Regulierung dieser Subtypen von Immunzellen besser zu verstehen und um herauszufinden, wie ein Ungleichgewicht in diesem Prozess zu Immunpathologie in verschiedenen Krankheitskontexten führen kann, einschliesslich Infektionen mit Krankheitserregern (Cardoso Alves, EMBO Reports, 2020).

Veränderungen in der Zusammensetzung und im transkriptomischen Profil des Immuninfiltrats in der Lunge von Mäusen mit einem Immundefekt. A. Immunzellen wurden aus der Lunge gesunder und kranker Mäuse isoliert und mittels Durchflusszytometrie analysiert. Eine tSNE-Darstellung dieser Analyse ist gezeigt. B. Lungenlymphozyten mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung analysiert.

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Einfluss der neoadjuvanten Therapie auf das Immunprofil von Adenokarzinomen des Ösophagus

Gruppe Lugli Immuncheckpoint-Inhibitoren werden vermehrt in der adjuvanten Therapie von lokal fortgeschrittenen, neoadjuvant behandelten Adenokarzinomen des Ösophagus eingesetzt. Verlässliche prädiktive Biomarker sind essentiell um diejenige Patientenpopulation zu identifizieren, welche ein signifikantes Ansprechen auf Immuncheckpoint-Inhibitoren zeigt. Wir untersuchen an humanen Tumorproben das Transkriptom, Methylom und das immunhistochemische Expressionsprofil von immunmodulatorischen Molekülen.  Ziel ist die Identifikation von Schlüsselmolekülen, welche des Therapienansprechen beinflussen könnten.  Zusätzlich wird der Einflusses der neoadjuvante Therapie auf diese immunmodulatorischen Moleküle untersucht.  

 

Identifikation von unterschiedlich exprimierten Genen in Adenokarzinomen des Ösophagus in Abhängikeit vom PD-L1 Status

Klinische, pathologische und molekulare Charakterisierung adulter Medulloblastomen für eine zielgerichtete Therapie: eine multizentrische Kohortenstudie mit Primär- und Rezidivfällen

Gruppe Vassella Medulloblastome sind die häufigsten aggressiven Hirntumoren im Kindesalter, die molekular von verschiedenen Gruppen und Subgruppen definiert werden. Obwohl das Medulloblastom eine seltene Krankheit ist, wurde es auch bei postpubertären und erwachsenen Patienten beschrieben. Das Fehlen von Studien ausschließlich zu adulten Medulloblastomen führt dazu, dass sich der therapeutische Ansatz dieser Patienten hauptsächlich auf bereits vorhandene Daten aus Studien zu pädiatrischen Medulloblastomen stützt. Aus diesen Gründen und angesichts der Tatsache, dass erwachsene Patienten nach der Therapie kein zufriedenstellendes klinisches Ergebnis aufweisen, möchten wir eine große Kohorte erwachsener Medulloblastome und Medulloblastom-Rezidive auf klinischer, pathologischer und molekularer Ebene untersuchen, um die Biologie dieser Tumoren für die Entwicklung einer an das molekulare Risiko angepassten zielgerichteten Therapie weiter zu charakterisieren.

Klassische Histomorphology eines adulten Medulloblastoms

Eine frühzeitige Offensive gegen die Entwicklung von Therapie Resistenz in PanNET

Gruppe Perren Die Entstehung von Therapieresistenz ist ein ungelöstes Problem, das die Wirkung aller derzeitigen Krebsbehandlungen vermindert und Ursache für ca. 90% der Krebsmortalität ist. Aufgrund der Zufälligkeit der Resistenz-verursachenden Mutationen können Metastasen im Patienten verschiedene Resistenzmechanismen entwickeln, die eine komplizierte individualisierte Behandlung nötig macht. Dieses Projekt hat zum Ziel, Drug-tolerante Persister Zellen (DTPs) zu bekämpfen, die im frühen, reversiblen Stadium der Resistenz-Entwicklung auftreten. RNA Sequenzierung und Mikroskopie-basierende Molekular- und Phenotyp Analysen von 2D und 3D Modellen von PanNET werden die frühen, dynamischen Veränderungen und deren therapeutisches Potential während der Resistenz Entwicklung bestimmen.

(A) DTPs sind ein dynamisches Vorstadium der Therapie Resistenz. (B) Zeitraffer Fluoreszenz Mikroskopie von PanNET zeigt Therapie-verursachten Zelltod sensitiver Zellen und Erscheinen von DTPs. Phänotypische und molekulare Analyse mit Einzelzellpräzision leiten die Identifizierung von Inhibitoren gegen DTPs.

Hochmultiplexe, räumlich aufgelöste Phänotypisierung von PDAC zur Entdeckung von Biomarkern

Gruppe Schenk Die immunologische Mikroumgebung des duktalen Adenokarzinoms der Bauchspeicheldrüse (PDAC) ist vielfältig und umfasst verschiedene Zelltypen, die die Tumorimmunität, das Fortschreiten der Krankheit sowie das Ansprechen auf Therapien entweder verstärken oder abschwächen können. Daher ist es wichtig, die immunologische Landschaft in menschlichem PDAC-Gewebe zu untersuchen und die Korrelation zwischen verschiedenen Zelluntergruppen und immunsuppressiven Faktoren mit dem Überleben der Patienten und anderen klinischen Parametern zu integrieren. Mit einem neuartigen Ansatz der räumlich aufgelösten Multiplex-Immunhistochemie wollen wir die Phänotypen der tumorinfiltrierenden Immunsubpopulationen im Detail aufklären und mit transkriptomischen und genomischen Daten integrieren, um die mechanistische und prognostische Bedeutung bestimmter Immunmarker bei PDAC zu entschlüsseln.

25-Plex-Bild der bildgebenden Massenzytometrie eines menschlichen PDAC-Gewebeschnitts. Übersicht (oben), Zoom (unten)

Tumor Budding bei gastrointestinalen Neoplasien

Gruppe Lugli Das Hauptziel der GI Gewebemedizin Forschungsgruppe beim Tumor Budding beim kolorektalen Karzinom beinhaltet folgende Fragestellung: Können bei den Tumor Buds Zielmoleküle identifiziert werden, welche es erlauben, eine Anti-Budding Therapie (ABT) zu entwickeln ? Folgende klinische Szenarien werden untersucht: Management von pT1 CRC, Stadium II CRC, Rektumkarzinom (präoperativ) und kolorektale Lebermetastasen. Unsere Forschungsgruppe ist zudem wichtiges Mitglied des IBC (International Budding Consortium). 

pT1 kolorektales Karzinom mit high grade budding (H&E Färbung)

Epigenetische Veränderungen und zelluläre Heterogenität in der Progression von PanNET

Gruppe Perren Wir konzentrieren uns auf das Verständnis epigenetischer Veränderungen bei PanNET und deren Auswirkungen auf das Fortschreiten und die Bildung von Metastasen. Auf der Grundlage der DNA-Methylierung identifizierten wir Untergruppen von PanNETs mit spezifischen Ursprungszellen, genetischem Hintergrund und klinischem Verlauf. Durch die Integration von epigenetischen und transkriptomischen Profilen konnten wir feststellen, dass die Dedifferenzierung von Zellen und metabolische Veränderungen das Fortschreiten von kleinen PanNETs zu fortgeschrittenen PanNETs charakterisieren. Derzeit untersuchen wir die räumliche und zeitliche Heterogenität von PanNET mit Hilfe von Multi-Omic-Ansätzen.

Grafische Darstellung des PanNET-Verlaufs

Präzisionsmedizin für die Behandlung von PanNET

Gruppe Perren Bislang ist keine Therapievorhersage für PanNET-Patienten auf der Grundlage eines spezifischen molekularen Profils möglich. Wir haben vor kurzem von Patienten abgeleitete Tumoroid-Kulturen von PanNEN-Patienten angelegt, die Merkmale des ursprünglichen Tumorgewebes aufweisen und für In-vitro-Wirkstoffscreenings verwendet werden können. Wir haben gezeigt, dass PanNEN-Tumoroide nützlich sind, um das Ansprechen der Patienten auf die Therapie vorherzusagen, und wir haben neue epigenetische Behandlungsmöglichkeiten identifiziert. Kürzlich haben wir PanNEN-Tumore in Zebrafisch-Embryonen transplantiert, um sie in der Präzisionsmedizin weiter zu nutzen

Präzisionsmedizin für PanNEN-Patienten. PanNEN-Tumoroide in Kultur, H&E-Färbung und Synaptophysin-Färbung von eingebetteten Tumoroiden (Mitte). Zebrafisch-Xenotransplantation, rot: Tumorzellen, grün: Endothelzellen.

Stoffwechselveränderungen in PanNET

Gruppe Perren Kritische Stofwechselveränderungen sind frühe Merkmale der Krebsentstehung. Neue epigenetische, mRNA- und Protein-basierenden Daten lassen vermuten, dass PanNET Zellen während der Tumorentwicklung ausgedehnte metabolische Veränderungen untergehen. Die Art und funktionellen Auswirkungen sowie das therapeutische Potential des veränderten PanNET Stoffwechsels sind jedoch bis heute weitestgehend unbekannt. Unsere multimodale und integrative Analyse von PanNET Zellen und Gewebeproben der verschiedenen Tumorstadien mit Hilfe moderner Massenspektroskopie, Fluoreszenzmikroskopie und RNA Sequenzierung werden die metabolischen Veränderungen bestimmen und neue Therapien gegen diese testen.

(A) Gewebemassenspektroskopie identifiziert fünf metabolische PanNET Subtypen. (B) Immunhistochemie und (C) Fluoreszenzmikroskopie zeigen metabolische Heterogenität.

Analyse der Autophagie-Funktion in Brustkrebszell-Migration

Gruppe Tschan Die meisten Todesfälle bei Brustkrebs sind auf die Metastasenbildung zurückzuführen. Es ist deshalb notwendig die Prozesse, welche die Metastasierung  vorantreiben, besser zu verstehen, um Therapien dagegen zu entwickeln. Wir haben eine onkongene Variante eines Transkriptionsfaktors, DMTF1β, entdeckt und können zeigen, dass dieser Faktor die Invasion und tumorbildende Kapazität von Brustkrebszellen durch Aktivierung der Autophagie erhöht. Es wurde aber auch gezeigt, dass die Blockierung der Autophagie in gewissen Krebszellen ungewünschte Effekte auslösen kann, wie z.B. die Aktivierung der epithelialen-mesenchymalen Transition, kurz EMT, eine frühe Entwicklungsstufe der Metastasierung. Unser Ziel ist es, die Umstände zu identifizieren bei welchen die Autophagie-Blockierung die Zellmigration verringert oder erhöht. 

Fibroblast von Brustkrebspatient

PU.1 und alternatives Spleissen

Gruppe Tschan Der Transkriptionsfaktor PU.1 (SPI1) spielt eine zentrale Rolle in der Differenzierung und dem Überleben von myeloischen Zellen. Reduzierte Expression von PU.1 verhindert die myeloische Differenzierung und trägt zur Entstehung der Akuten Myeloischen Leukämie  bei. Zwei Studien brachten hohe PU.1 Expression in Zusammenhang mit Alternativem Spleissen augelöst durch die direkte Bindung an Spleissfaktoren oder an die mRNA. Unsere Daten lassen nun vermuten, dass PU.1 das alternative Spleissen des anti-apoptotischen Genes CFLAR (cFLIP) reguliert und dadurch den Zelltod während der myeloischen Differenzierung kontrolliert. 

 

 

Schematische Darstellung wie PU.1 möglicherweise das alternative Spleissen des anti-apoptotischen Genes CFLAR steuert

Die Reduktion der FASN Expression erleichtert die AML Differenzierung

Gruppe Tschan Lipidmetabolismus ist neben der Glykolyse und OXPHOS oftmals für das Wachstum von Leukämiezellen verantwortlich. Hier spielt Fettsäure-Synthase (FASN), deren Expression in Krebszellen oft erhöht ist, eine tragende Rolle. Wir konnten zeigen, dass die FASN Expression in Akuten Myeloischen Leukämiezellen (AML) mit dem unreifen Phänotyp dieser Zellen assoziiert ist. Eine Reduktion der FASN Expression mit RNAi oder Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), aber nicht die Blockierung der enzymatischen Funktion von FASN, resultierte in eine verbesserte Anwort auf Differenzierungstherapie in AML. .

 

 

FASN findet sich an den Lysosomen (LAMP1) und vermindert die mTOR Aktivität. NB4 APL Zellen wurden mittels Retinsäure-Behandlung (ATRA) zu Neutrophilen differenziert

Herstellung von Kreuz-präsentierenden Dendritischen Zellen zur Tumor Immuntherapie

Gruppe Schenk Nur eine spezifische Subpopulation von DC ist in der Lage, Tumorantigene via Kreuzpräsentation an CD8+ T Lymphozyten zu präsentieren. Wir wollen erforschen, wie dieser Prozess im Melanom manipuliert werden kann. Dafür etablieren wir Modelle mit ex vivo generierten DC (human und murin) welche wir in vitro maturieren und auf ihre Fähigkeit zur Kreuzpräsentation testen. Das Wissen aus den in vitro Daten sollte es uns erlauben, diesen Prozess auch in vivo zu manipulieren. Maturierte DC werden dabei als prophylaktische und therapeutische Behandlung für etablierte Melanome getestet. Unsere Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die Anzahl kreuzpräsentierender DC zu erhöhen und dadurch die anti-tumor Reaktion im Melanom zu verstärken.

Kreuzpräsentation durch Dendritische Zellen: Verschiedene Wege der Antigenverarbeitung und des Transports, die zur Präsentation von exogenem Antigen auf MHC Klasse I zu CD8+ T Zellen führen

Dendritische Zellen und deren co- stimulatorische Fähigkeiten für zytotoxische T Lymphozyten im Melanom

Gruppe Schenk Die Induktion einer effektiven, adaptiven antitumor Antwort beruht hauptsächlich auf der Präsentation von Tumorantigenen und der Stimulation von CTL durch DC. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten sind der Phänotyp und die Funktion Tumor-infiltrierender DC, sowie der Mechanismus der Kreuzpräsentation von Tumorantigenen unklar. Wir untersuchen deshalb Tumor-infiltrierende DC und versuchen diese in vitro und in vivo neu zu programmieren, sodass sie Tumor-Antigene präsentieren und eine CTL-vermittelte adaptive Immunantwort gegen Melanome induzieren können.

Molekulare Charakterisierung von GLIOBLASTOMA-Rezidiven

Gruppe Vassella Das Glioblastom (GBM) gehört zu den heterogensten und aggressivsten primären Hirntumor und stellt eine besondere Herausforderung für therapeutische Maßnahmen dar. In einer retrospektiven monozentrischen Studie an initialem Tumor und post-therapeutischem Rezidiv von 43 GBM-Patienten mit außergewöhnlich langer Rezidivdauer haben wir eine Sequenzierung des gesamten Exoms in Kombination mit mRNA- und microRNA-Expressionsanalysen durchgeführt, um Prozesse zu identifizieren, die bei rezidivierenden GBM verändert sind. Sieben mRNAs, die für Proteine kodieren, die an der Epithelial-Mesenchymalen Transition (EMT) beteiligt sind, und 13 miRNAs, die an Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)- und Wnt-Signalwegen beteiligt sind, waren signifikant dysreguliert. Soweit wir wissen, ist dies die größte Kohorte rezidivierender GBM mit einem Resektionsinterval von mehr als einem Jahr, die mit Hilfe von Multi-omics-Ansätzen analysiert wurde. In Zukunft könnte dieser Ansatz zur Entwicklung neuer personalisierter Medizin beitragen. Dieses Projekt wird derzeit vom SNF unterstützt.

Heat map Analyse von Glioblastom-Rezidive

Rolle von Serin-Threonin Phosphatasen in der Temozolomid Resistenzentwicklung vom Glioblastom

Gruppe Vassella Glioblastoma gehören zu den häufigsten und aggressivsten primären malignen Hirntumoren. Wir verfolgen ein ungerichtetes Verfahren zum Nachweis von MikroRNAs, die möglichst effizient Resistenzen gegenüber alkylierenden Agentien in Glioblastoma Zelllinien auslösen. Zu diesem Zweck wurden Zellen mit einer lentiviralen MikroRNA Expressionsbank transformiert und mit Hilfe von Temozolomid selektioniert. Die bei diesem Screening identifizierten miRNAs  führten zu einer Repression einer Serin-Threonin-Phosphatase, was wiederum eine verstärkte Phosphorylierung von ERK und AKT zur Folge hatte. Zudem fanden wir, dass diese Serin-Threonin-Phosphatase die Aktivität von DNA-Reparaturenzymen modulierte und damit eine Resistenz gegen TMZ-Antworten bewirkte.

 

Screens von MikroRNAs in Glioblastoma Zelllinien, welche Proliferation induzieren oder Temozolomid-Resistenz vermitteln

Tiefgreifende Charakterisierung des Tumorökosystems und dessen Zusammenhang mit der Krankheitsprognose und der Vorhersage des Therapieerfolgs durch «Spatial Omics»

Gruppe Zlobec, Williams Das Tumorökosystem besteht aus Tumor, Stroma (zelluläre Komponente) und extrazellulärer Matrix (ECM), wobei Stroma und ECM zusammen das Tumor-Mikroumfeld (TME) bilden. Die Williams-Gruppe nutzt räumlich aufgelöste Technologien wie den Nanostring GeoMx Digital Spatial Profiler (DSP), den CosMx Spatial Molecular Imager (SMI) und die MACSima-Plattformen, um zu untersuchen, wie die Zusammensetzung und Architektur des Krebsökosystems die Krankheitsphänotypen bestimmt. Aktuelle Projekte umfassen: Untersuchung der TME-Heterogenität und ihr Einfluss auf epitheliale Identität und Plastizität in kolorektalem Krebs. Eingehende Charakterisierung der biochemischen und strukturellen Eigenschaften der ECM zur Identifizierung prädiktiver und prognostischer Biomarker.

Ortsaufgelöste transkriptomische Profildefinierung des Tumorökosystems in kolorektalem Krebs. Verwendete primäre Antikörper für die Gewebevisualisierung - Grün: PanCK (Epithel), Blau: DNA (Zellkerne). Auswahl der relevanten Regionen - Rot: Tumor, Gelb: Mikroumfeld des Tumors

Entwicklung von Tools für die computergestützte Diagnose

Gruppe Zlobec, Williams Neben der explorativen Gewebeanalyse entwickelt, testet und validiert unser Team interne, Open-Source- und kommerziell verfügbare Algorithmen für den potenziellen diagnostischen Einsatz und die Workflow-Integration. Wir verwenden Deep-Learning-Methoden für die Segmentierung und Metastasenerkennung in Lymphknoten. Anschließend rationalisieren wir die Prozesse vom Labor über die Datenanalyse bis hin zur Visualisierung der Ergebnisse und der Interaktion unserer Algorithmen mit den Bewertungen und dem Feedback der Pathologen. Gemeinsam mit unseren erfahrenen Pathologen-Kollegen arbeiten wir an einer Vielzahl von Algorithmen, darunter PD-L1 (Tereza Losmanova), H. pylori (Bastian Dislich), IBD-Scoring (Aart Mookhoek), Tumor-Knospung-CD8-Scores (Heather Dawson), Brust-Biomarker (Wiebke Solass) und Pankreas-Pathologie (Martin Wartenberg).

Computergestützte Analyse von Darmkrebsmetastasen in Lymphknoten

Digitale Pathologie und KI sollen neue Erkenntnisse über Darmkrebs liefern

Gruppe Zlobec, Williams Unser Sinergia-Projekt nutzt KI, um neue Einblicke in die Biologie kolorektaler Karzinome zu gewinnen.  Wir untersuchen morphomolekulare Beziehungen, einschließlich molekularer Subtypen, und intratumorale Heterogenität, um neue interpretierbare und klinisch wichtige Merkmale aus histopathologischen Bildern zu lernen. Wir verwenden verschiedene computergestützte Methoden, darunter Graphen und Deep Learning, um die strukturellen und räumlichen Muster an der Tumorinvasionsfront bei neoadjuvant behandelten Patienten zu bewerten. Wir haben unseren Bereich auf das Verständnis von Transkriptions-Subtypen erweitert, indem wir räumliche Transkriptom- und räumliche Proteinexpressionsanalysen verwenden. Die Mikroumgebung des Tumors mit ihren komplexen stromalen Mustern und dem Immunkontext sind wichtige Schwerpunktthemen. Zu den Mitarbeitern an diesem Projekt gehören M. Rodriguez (IBM Research), M. Anisimova (ZHAW), B. Snijder (ETH Zürich), A. Fischer (HES-SO & UniFribourg) und V. Koelzer (UniZürich).

Epithelzellen- und Lymphozytengraphen bei kolorektalem Krebs