Serviceeinrichtungen Frankfurt/Mainz

Serviceeinheit Proteomik

Die Serviceeinheit Proteomics  am Standort Frankfurt ist eine Initiative des DKTK und ist mit drei Massenspektrometern vom Typ Q exactive (1 Q exactive, 1 Q exactive Plus, 1 Q exactive HF) der Firma Thermo Fisher ausgestattet. Mittels der zur Verfügung stehenden Technologie können u.a. Proteinexpressionsmuster, post-translationale Protein-Modifikationen wie z.B. Phosphorylierung, Acetylierung und Ubiquitinierung sowie Protein-Komplexe identifiziert und auch quantifiziert werden.

Dies ermöglicht eine umfassende Charakterisierung von onkogenen Mechanismen auf der Protein-Ebene, was auch die Erfassung onkogener Signaltransduktionsprozesse beinhaltet. Die technologischen Fortschritte der letzten Jahre haben dazu geführt, dass inzwischen aus wenigen Mikrogramm Protein mehrere tausend Proteine identifiziert und relativ quantifiziert werden können. Die inhaltlichen Schwerpunkte der Serviceeinheit Proteomics liegen im Rahmen der Bearbeitung translationaler Forschungsthemen im Bereich der Akuten Leukämien, Lungenkarzinome, dem Rektumkarzinom und von Hirntumoren. Neben Zellkulturmodellen und frisch aufgereingten Tumorzellen werden auch fresh frozen sowie Formalin-fixierte Gewebeproben untersucht. Alle zur Probenvorbereitung notwendigen Verfahren sind in der Serviceeinheit Proteomics  etabliert und stehen den Nutzern zur Verfügung. Zur relativen Quantifizierung von Proteinproben werden u.a. stable isotope labeling (SILAC), iTRAQ und Label-freie Verfahren genutzt; auch eine absolute Quantifizierung von Proteinen ist möglich. Über die biochemische Analytik hinaus werden in der Serviceeinheit Proteomics bioinformatische Analysen der massenspektrometrischen Daten durchgeführt, sodass komplexe Datensätze DKTK-Wissenschaftler:innen nach adäquater Datenaufbereitung zur Verfügung gestellt werden können.

DKTK Cancer Genomics Core Unit Frankfurt

Um den rasanten Entwicklungen im Bereich Tumorgenetik und Next-Generation Sequencing (NGS) Rechnung zu tragen, wurde 2015 am DKTK Standort Frankfurt/Mainz die DKTK Cancer Genomics Core Unit etabliert. Die Einheit ist mit einem Illumina MiSeq-Sequenziergerät ausgestattet und räumlich der der Medizinische Klinik II, Abteilung für Hämatologie/Onkologie des Universitätsklinikums Frankfurt zugeordnet.

Derzeit werden die folgenden Methoden/Techniken angeboten:

• Zielgerichtete Sequenzierung von Tumorproben (targeted/amplicon sequencing)
• Qualitätskontrolle von NGS-Bibliotheken (z.B. vor Sequenzierung auf HiSeq-Sequenziergeräten)-
• Zielgerichtete Sequenzierung von Tumorproben (targeted/amplicon sequencing)
• Auswertung von genetischen Screens 

Größere Sequenzierprojekte einschließlich Exomsequenzierung, Vollgenomsequenzierung und RNA-Sequenzierung können in Zusammenarbeit mit der Genomics & Proteomics Serviceeinheit am DKFZ umgesetzt werden.

Strukturbiologie-Zentrum (NMR und Proteinkristallographie) für Tumorerkrankungen in Frankfurt

Für die effiziente Entwicklung neuer Wirkstoffe und Therapien ist ein Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen auf molekularer Ebene essentiell. Die 3D Strukturbestimmung von Proteinen, DNA, RNA und ihrer Komplexe haben daher eine zentrale Bedeutung bei der Wirkstoffentwicklung (Drug Development) zum molekularen Verständnis der Funktionsweise von Drugs und deren Interaktionspartnern in Krebspatient:innen.

Die Cancer Structural Biology Plattform am DKTK Standort Frankfurt/Mainz besitzt mit dem Zentrum für Biomolekulare Magnetische Resonanz (BMRZ) eines der weltweit größten Zentren für NMR-basierte Strukturbiologie.

In 2014 konnte durch die Anschaffung eines 1,2 Gigahertz-NMR Spektrometers (24 Millionen Euro) die Spitzenposition des BMRZ (19 Hochfeld NMR Spektrometer, vier EPR Spektrometer und ein Flüssig- und Festkörper-NMR mit DNP-Aufbau) in der Erforschung von Struktur und Dynamik von Biomakromolekülen mit hoher biomedizinischer Relevanz weiter ausgebaut werden.
Außerdem besitzt die Serviceeinheit Equipment für die automatisierte Kristallisation von Biomolekülen für hochauflösende kristallographische Studien und regelmäßigen Zugang zu Synchrotron Strahlenquellen.

UCT Biobank und Tumordokumentation

Die UCT Biobank und Tumordokumentation ist der zentrale Ansprechpartner am UKF für die Bereitstellung von Bioproben und klinischen Daten für die onkologische Forschung und wird maßgeblich vom DKTK unterstützt. Die UCT Biobank wurde 2009 als zentrale Einrichtung des UCT gegründet, welche die Probensammlung aller tumorspezifischen Schwerpunkte vereinheitlicht. Seit 2012 werden zudem die klinischen Parameter aller onkologischen Patient:innen zentral und strukturiert in der UCT Tumordokumentation erfasst.

Die UCT Biobank und Tumordokumentation ist Teil der interdisziplinären Biomaterial- und Datenbank Frankfurt (iBDF), einem Netzwerk lokal ansässiger Biomaterial- und Datensammlungen mit einem einheitlichen Beantragungs- und Bewilligungsprozess und einer zentralen IT-Infrastruktur zur Probenverwaltung und Annotation. 

Neben der qualitätsgesicherten Sammlung und Bereitstellung von Bioproben ist die iBDF über die UCT Biobank seit Beginn an der Etablierung und am Betrieb der CCP-IT Infrastrukturen beteiligt. So wird in Frankfurt neben dem DKTK Brückenkopf, der eine einfache Suche von Daten und Bioproben im DKTK ermöglicht, auch der Kontrollnummernerzeuger des DKTK-Netzwerks betrieben.

Bei den in der UCT Biobank gesammelten Bioproben handelt es sich entweder um Restgewebe, welches im Rahmen von operativen, onkologischen Eingriffen entnommen und in den Pathologien verarbeitet werden oder um Flüssigproben (Blut, Knochenmark, Urin, Stuhl…), welche in der klinischen Routine und Diagnostik ohne zusätzlichen Eingriff für die Tumorpatient:innen gesammelt werden. Außerdem werden prospektive Vorhaben im DKTK (z.B. DKTK Joint Funding Chirurgie) bei der Sammlung unterstützt.

Gewebeproben werden als kryo-konserviertes Frischmaterial direkt nach Abschluss aller relevanten diagnostischen Untersuchungen in flüssigem Stickstoff eingelagert. Soweit möglich wird sowohl Tumorgewebe als auch angrenzendes Normalgewebe eingefroren. Zudem stehen die Formalin-fixierten-Paraffin eingebetteten (FFPE) Gewebeblöcke aus den Pathologiearchiven für wissenschaftliche Vorhaben zur Verfügung. Diese bilden die Grundlage für die von verschiedenen Entitäten bereitstehenden Tissue Micro Arrays (TMA).

Im Falle hämato-onkologischer Erkrankungen werden routinemäßig Mononukleäre Zellen (MNCs) aus Blut, Knochenmark oder Leukapheresaten isoliert und in flüssigem Stickstoff gelagert.

Aus allen gesammelten Primärmaterialien können projektspezifische Derivate (z.B. DNA, RNA oder Proteinextrakte) hergestellt werden. Auch eine projektspezifische Sammlung andere Körperflüssigkeiten (Urin, Stuhl, Plasma, Serum…) oder die Durchführung (immuno-)histologischer Färbungen ist nach Absprache möglich.

Da die UCT Tumordokumentation alle klinisch relevanten Parameter der Patient:innen des UCT strukturiert erfasst, stehen für alle ausgegeben Bioproben umfangreiche Datensätze zur Verfügung.  Alle erhobenen Datenelemente können zudem auch für reine Datenprojekte in bereitgestellt werden.

Um Zugriff auf die asservierten Bioproben und klinischen Daten zu erhalten, ist lediglich die Einreichung einer Projektskizze mit Beschreibung des Vorhabens nötig. Diese wird im Anschluss durch ein wissenschaftliches Gremium, das Scientific Board begutachtet, und durch die lokale Ethikkommission votiert.

Gewebe-Biobank der Universitätsmedizin Mainz

In der an das Institut für Pathologie angeschlossenen Gewebe-Biobank der Universitätsmedizin Mainz werden seit 2016 Gewebe und Gewebeextrakte in höchster Qualität gesammelt, charakterisiert und archiviert. Es stehen sowohl ein state-of-the-art automatisierter Einfrierroboter zur Probenlagerung bei -180° in flüssigem Stickstoff als auch Gefriertruhen zur Lagerung bei -80°C zur Verfügung. Zudem bietet die Gewebe-Biobank ein breites Spektrum von Dienstleistungen zur Aufarbeitung und Analysierung von Geweben an, unter anderem histochemische und immunhistochemische Färbungen,  In-situ-Hybridisierung, Extraktion von DNA und/oder RNA oder Erstellung von Tissue-Micro-Arrays. Des Weiteren können Schnittpräparate digitalisiert, virtuell mikroskopiert und mittels digitaler Bildanalyse charakterisiert und ausgewertet werden. Die Gewebe-Biobankunterstützt zahlreiche biomedizinische, wissenschaftliche Projekte der Kliniken der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität sowie deren angegliederten Institute und Kooperationspartner.

Mehr Informationen zur Gewebe-Biobank finden Sie hier.

Kontakt:

Tel.: 06131 17-8192
Fax: 06131 17-47-8192
E-Mail:  biobank-patho@unimedizin-mainz.de