Serviceeinheiten Berlin

Für die DKTK-Wissenschaftler:innen und forschenden Ärzt:innen bietet der DKTK Standort Berlin Core Facilities in den Bereichen Panel-basierte Sequenzierung, Metabolomik, präklinische Bildgebung,  Durchflusszytometrie/CyTOF2 und Biobank. Ebenso stehen zur Bearbeitung translationaler Forschungsthemen weitere Facilities der Charité, des Max-Delbrück Cetnrums (MDCs) und des Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIG) zur Verfügung: Genomik, Proteomik, Bioinformatik, IT, Chemical Biology , Stammzellen und Transgene Techniken.

Next Generation Sequenzierung: 4C-Unit für personalisierte Medizin (4C-PMU)

Die 4C-PMU ist eine gemeinsame Initiative von Charité Comprehensive Cancer Centers (CCCC), DKTK, Labor für Molekulare Tumorpathologie (MTP) und der Molekularen Tumorpathologie des Instituts für Pathologie. Mit zwei Ion Torrent Systemen (PGM), einem Ion Chef (Abb. 1) und einem Illumina MiSeq System verfügt die Unit über neueste Technologie mit hoher Sequenzierkapazität für flexible Genpanels und tiefe Sequenzabdeckung bei heterogenen Proben. Der Schwerpunkt liegt im Rahmen der Bearbeitung translationaler Forschungsthemen auf tumorentitätsspezifischen amplikonbasierten Genepanel Analysen für Darmkrebs, Kopf-Hals -Karzinome, Lymphome, neuroendokrine Karzinome, Brustkrebs und Leukämien. Panels für Eierstockkrebs, pädiatrische Tumoren und Melanome sind in der Entwicklung. Für die Validierung der DKTK (Amplikon) NGS Daten stehen zwei Droplet Digital PCR - Systeme und zwei StepOnePlus Real-Time PCR-Systeme zur Verfügung. Gegenwärtig wird Tumor DNA aus Gewebe und Zellkulturen analysiert, zukünftig ist die Analyse von Flüssigbiopsien geplant. Die 4C-PMU ermöglicht auf Anfrage die Analyse von Tumorproben innerhalb klinischer Studien des CCCCs.

Die bioinformatischen Datenanalyse wird dezentral in den jeweiligen DKTK Gruppen, unterstützt durch die Arbeitsgruppe Computational Modelling in Medicie (Integratives Forschungsinstitut für Lebenswissenschaften IRI, Humboldt Universität zu Berlin) und die Bioinformatik Unit (CUBI) des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung (BIG), durchgeführt.

Die Metabolomics Plattform

Metabolomische Veränderungen spielen eine zentrale Rolle in der Pathogenese und Therapie maligner Erkrankungen. Die Analyse des Metaboloms ermöglicht die Bestimmung des aktuellen Funktionszustands einer Zelle. Die Metabolomics Plattform am DKTK Standort Berlin koppelt ein Trennverfahren (Gaschromatographie) mit hochauflösender Massenspektrometrie (MS) ermöglicht damit u.a. die Analyse von Metaboliten des primären Stoffwechsels, wie Aminosäuren, Zucker und Nukleinsäuren. Die verwendete MS-Technologie (APCI Q-TOF) bietet eine breite Anwendbarkeit in der tumorbiologischen Forschung. Sie erlaubt quantitative Aussagen und ist besonders geeignet für die Aufklärung der Struktur unbekannter Analyten sowie für die Analyse von sehr kleinen Proben Mengen. Derzeit wird die metabolische Fluxanalyse etabliert. Die Plattform stellt eine wichtige Ergänzung zu anderen in Berlin vorgehaltenen Omics-Plattformen dar. Sie ermöglicht funktionale, systembiologische Einblicke in den Tumorstoffwechsel und trägt somit zur Identifizierung neuer Therapieansätze bei.

Biobank – ZeBanC

Für innovative und reproduzierbare biomedizinische Forschung sind hochqualitative Biomaterialien wie Blut, Urin und Gewebeproben von größter Bedeutung. Die Biobank der Charité (Leiter: Michael Hummel) bietet alle Arten von Biobank-Aktivitäten für eine breite Palette unterschiedlicher Probenarten an. Diese Biobank-Dienstleistungen umfassen nicht nur alle Schritte der Verarbeitungskette von Patient:innen bis zur Lagerung, sondern beinhalten auch mehrere Dienste wie RNA / DNA-Extraktion, Phänotypisierung (RNA / Protein-Expression, DNA-Mutationen), (Immuno-) Histologie sowie alle Schritte der Qualitätskontrolle. Am Campus Virchow Klinikum der Charité wurde im Jahr 2016 ein neues Biobanken-Gebäude eröffnet, das in der Lage ist mehrere Millionen Proben bei verschiedenen Temperaturen aufzunehmen. Neben ca. 600 qm Lagerfläche stehen ca. 200 qm Laborfläche und Büroraum zur Verfügung, um Proben zu bearbeiten und die Biobank-Aktivitäten zu verwalten.

Die Charité beheimatet außerdem den vom BMBF geförderten deutschen Biobank-Knoten (German Biobank Node; GBN. Leitung: Michael Hummel) und agiert über BBMRI als Drehscheibe für die europäische Biobank-Infrastruktur BBMRI-ERIC.

Berlin Experimental Radionuclide Imaging Center (BERIC) – Serviceeinheit der Charité und der Klinik für Nuklearmedizin

Die molekulare Bildgebung mittels SPECT und PET mit entsprechenden radioaktiv markierten Radiopharmaka (Tracer) ermöglicht mit hoher Sensitivität die nicht-invasive quantitative Charakterisierung physiologischer und pathologischer Prozesse im Organismus, beispielsweise zur Diagnostik und Therapiekontrolle von Tumoren. Das BERIC bietet alle Modalitäten der Kleintier-Hybrid-Bildgebung für Mäuse und Ratten an und ist ausgerüstet mit einem Kleintier-SPECT/CT für ultrahohe räumliche SPECT-Auflösung von bis zu 0,3 mm und mit einem modernen Kleintier-PET/MRT. Es stehen innovative und multiparametrische Bildgebungsprotokolle einschließlich CT-und MR-Kontrastmittelangiographien zur Tumor- und Gewebecharakterisierung zur Verfügung (Fig.2). Entsprechende Tiermodelle (orthotope, subkutane, metastasierende Tumormodelle, Entzündungs- und Myokarditismodelle, etc.) können generiert werden. Der Service des BERIC umfasst alle Schritte von der Beratung über das Studiendesign bis zur Durchführung der Studie und Auswertung der Bilddaten. Im BERIC befindet sich auch ein Labor für die Synthese von Radiotracern, Geräte zur Durchführung entsprechender Zellkultur- und in-vitro Vorversuche, ein Tier-OP sowie eine eigene Tierhaltung für Mäuse und Ratten.

Die Entwicklung neuer Tracer oder die Radiomarkierung von Substanzen kann im Radiochemielabor der Nuklearmedizin begleitet und durchgeführt werden. Darüber hinaus besteht Zugang zur 3-Tesla-Magnetresonanztomographie mit speziellen Maus- und Rattenspulen, ebenso stehen an der Charité dedizierte 3-, 7- und 9,4-Tesla Kleintier-MR-Tomographen ebenso wie Scanner zur optischen Fluoreszenz- und Biolumineszenz-Bildgebung zur Verfügung.

Forschungsinteressen innerhalb des BERIC umfassen die Entwicklung und Charakterisierung neuer Radiopharmaka und Theranostika für verschiedene Tumorentitäten, die Etablierung innovativer und multiparametrischer Imaging-Ansätze aber auch die Bildgebung von alternativen Methoden in der Onkologie, wie z.B. das Chorioallantois-Membran (CAM) Modell des bebrüteten Hühnereis.