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Labor für präklinische Arzneimittel-Testung
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Labor für präklinische Arzneimittel-Testung

Leitung

Dr. rer. nat. Günter Krause

Kontakt

CECAD Research Center
(Gebäude 69)
Joseph-Stelzmann-Str. 26
50931 Köln

Telefon:  +49 221 478-84125
Telefax:  +49 221 478-84115
E-Mail: [Email protection active, please enable JavaScript.]

Forschungsschwerpunkt

Erfreulicherweise werden in stark zunehmendem Umfang neue Wirkstoffe mit Potential zu Behandlung der chronischen lymphatischen Leukämie (CLL) entwickelt. Bei einem Großteil dieser neuen Substanzen handelt es sich um zielgerichtet entwickelte Medikamente (targeted drugs). Dazu gehören niedermolekulare Wirkstoffe (small molecules) und monoklonale Antikörper.

Für unsere Arbeitsgruppe stellt sich die Aufgabe, ausgewählte Wirkstoff-Kandidaten im Labor vergleichend zu beurteilen und ggf. für die klinische Prüfung vorzubereiten. Dazu verwenden wir frisch aus dem Blut von CLL-Patienten isolierte Leukämie-Zellen, die im Labor weitergezüchtet werden. Mit verschiedenen Konzentrationen der Wirkstoff-Kandidaten behandelte Zellen werden mit unbehandelten Kulturen verglichen. Wir messen, in welchem Ausmaß das Überleben der Leukämiezellen durch die Wirkstoffe beeinträchtigt  wird, bzw. inwiefern die Substanzen Zelltod auslösen. Außerdem führen wir biochemische Untersuchungen durch, um die Wirkung der Kandidaten-Substanzen auf molekularer Ebene zu erfassen.

Ein Beispiel für diese Vorgehensweise ist unsere präklinische Charakterisierung der Wirkung des Tyrosinkinase-Inhibitors Dasatinib auf CLL-Zellen. Der Inhibitor befand sich bereits in klinischer Anwendung zur Behandlung Imatinib-resistenter Bcr-Abl-positiver Leukämien. Die Src Kinase Lyn, deren Menge und Aktivität in CLL-Zellen erhöht ist, stellte einen möglichen Angriffspunkt für den Inhibitor in CLL-Zellen dar. Im Rahmen unserer Untersuchungen an frisch isolierten CLL-Zellen konnten wir zeigen, dass der Src/Abl-Inhibitor Dasatinib effizient die Apoptose der Leukämiezellen induziert (Veldurthy et al., Blood 2008). Dasatinib setzte die globale Tyrosinphosphorylierung in geringerer Konzentration stärker herab als andere getestete ATP-kompetitive Tyrosinkinase-Inhibitoren und erzielte eine deutliche Hemmung der Src-Kinasen und der nachgeschalteten Akt- und Erk-Signalwege. Die Wirkung des Dasatinib war bei Patienten mit unmutierten IgVH-Genen und hoher ZAP70-Expression deutlich stärker ausgeprägt als in den Vergleichsgruppen. Damit gelang der Nachweis, dass Tyrosinkinase-Inhibitoren wie Dasatinib in der Behandlung der CLL wirksam sein können, insbesondere für die prognostische Untergruppe mit aggressiver Verlaufsform.

Um die Wirkung therapeutischer Antikörper gegen CLL-Zellen vergleichen zu können, erweiterten wir die für die Testung niedermolekularer Wirkstoffe eingesetzten Nachweismethoden um Verfahren, mit denen auch die durch Effektorzellen und das Komplementsystem vermittelte Antikörper-Wirkung auf CLL-Zellen erfasst werden kann. Außerdem versuchen wir die Lebensfähigkeit von Labor-Kulturen von CLL-Zellen zu erhöhen und sie für die Wirkstoff-Testung unter möglichst lebensnahen Bedingungen zu halten, indem wir Reize aus deren natürlicher Umgebung in Blut, Lymphknoten oder Knochenmark in den Kulturen nachahmen.

Zum besseren Verständnis der Inhibitoren der Signaltransduktion zu Grunde liegenden Mechanismen verwenden wir gezielt an ihrer Inhibitor-Bindetasche veränderte, Inhibitor-resistente Kinase-Mutanten als chemico-genetische Werkzeuge.  Solche Mutanten einzelner Kinasen heben Inhibitor-Effekte in einem Ausmaß auf, das der Target-Selektivität der verwendeten Inhibitoren entspricht und die funktionelle Beteiligung der jeweiligen Kinase im untersuchten zellulären Zusammenhang widerspiegelt.

Mitarbeiter

Dr. Anna Guastafierro, PhD, Post-Doc

Naturwissenschaftliche Doktoranden
Elisa Göckeritz, M. Sc. (Biomedicine)
Lars Neumann, M. Sc. (Biomedical Sciences)
Verena Vondey, M. Sc. (Biochemie)

In der Arbeitsgruppe entstandene Abschlussarbeiten

2014

Mirjam Kuckertz
Die Rolle der Src-Kinasen in der chronischen lymphatischen Leukämie.
Dissertation, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, 02/2014.

2013

Verena Vondey
Die Rezeptor-Tyrosinkinase Axl in der Apoptose-vermittelnden Signalleitung in lymphoblastoiden Zellen.
Masterarbeit (Biochemie) , Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, 10/2013.

Lars Neumann
Retroviral expression of human Akt and constitutively active myr-Akt.
Masterarbeit (Biomedizin), Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, 02/2013.

2011

Nicole Cuvelier
Functional characterization of colchicine analogues as target against lymphomas. Master thesis (Biomedical Science), Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, 08/2011.

Verena Vondey

Apoptoseindution durch Isoform-selektive PI3K-Inhibitoren in CLL-Zellen. Bachelorarbeit (Biochemie), Universität Düsseldorf, 07/2011.

2010

Hasan Imam
Effects of protein kinase inhibitors on chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells. Master thesis (Medical Biosciences), University of Linköping Sweden, 05/2010.

2009

Amparo Hausherr-Bohn
Cellular and Molecular Characterisation of Novel Lipopeptides with Anti-Myeloma Activities. Dissertation, Fakultät für Chemie und Pharmazie, LMU München, 08/2009.

Michaela Patz
Beteiligung des Transmembranrezeptors CD5 und der durch miRNA modulierten Expression des Proto-Onkogens PLAG1 an der Pathogenese der Chronischen Lymphatischen Leukämie. Dissertation, Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Köln, 06/2009.

Nche Forcob
n vitro assessment of the action of the therapeutic anti-CD20 antibodies, rituximab and GA101 on CLL cells. Bachelor-Arbeit. Fachbereich Naturwissenschaften, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, 03/2009.

Sara Herbstritt
Die intrazelluläre Domäne des Transmembranrezeptors CD5 als Substrat von Varianten der Src-Kinase Lck in einem transienten Co-Expressionssystem. Diplomarbeit. Fachbereich Biologie, Universität Köln, 01/2009.

Jens Bauer
Da Transmembranprotein CD5 als Substrat von Varianten der Src-Kinase Lyn in einem Koexpressionssystem. Diplomarbeit. Fachbereich Biologie, Universität Köln, 01/2009.

2008

Aditya Veldurthy
Src Family Kinases as potential therapeutic targets in the treatment of chronic lymphocytic leukaemia. Dr. rer. medic., Medizinische Fakultät, Universität Köln.

2007

Susanne Kirtscher geb. Cotte
Die Rolle der Src-Kinase Hck in Bcr-Abl-positiven Leukämiezellen. Dr. med., Medizinische Fakultät, Universität Köln.

Ausgewählte Publikationen

Originalarbeiten

Reinart N, Nguyen PH, Boucas J, Rosen N, Kvasnicka HM, Heukamp L, Rudolph C, Ristovska V, Velmans T, Mueller C, Reiners KS, von Strandmann EP, Krause G, Montesinos-Rongen M, Schlegelberger B, Herling M, Hallek M, Fingerle-Rowson G. Delayed development of chronic lymphocytic leukemia in the absence of macrophage migration inhibitory factor.
Blood. 2013 Jan 31;121(5):812-21

Sitnikov N, Velder J, Abodo L, Cuvelier N, Neudörfl J, Prokop A, Krause G, Fedorov AY, Schmalz H-G. Total synthesis of indole-derived allocolchicine analogues exhibiting strong apoptosis-inducing activity
Chemistry. 2012 Sep 17;18(38):12096-102

Kuckertz M, Patz M, Isaeva P, Veldurthy A,  Gehrke I, Claasen J, Frenzel LP, Wendtner C-M, Hallek M, Krause G.
Comparison of the effects of two kinase inhibitors, sorafenib and dasatinib, on chronic lymphocytic leukemia cells.
Onkologie. 2012;35(7-8):420-6

Krause G, Patz M, Isaeva P, Wigger M,  Baki I, Vondey V, Kerwien S, Kuckertz M, Brinker R, Claasen J, Frenzel LP, Wendtner C-M, Heider KH, Hallek M.
Action of novel CD37 antibodies on chronic lymphocytic leukemia cells.
Leukemia 2012; 26: 546-549

Patz M, Isaeva P, Forcob N, Müller M, Frenzel P, Wendtner C-M, Klein C, Umana P, Hallek M, Krause G.
Comparison of the in vitro effects of the anti-CD20 antibodies rituximab and GA101 on chronic lymphocytic leukemia cells.
Br J Haematol 2011; 152: 295-306.

Pallasch CP, Patz M, Park YJ, Hagist S, Eggle D, Claus R, Debey-Pascher S, Schulz A, Frenzel LP, Claasen J, Kutsch N, Krause G, Mayr C, Rosenwald A, Plass C, Schultze JL, Hallek M, Wendtner CM.
miRNA deregulation by epigenetic silencing disrupts suppression of the oncogene PLAG1 in chronic lymphocytic leukemia.
Blood 2009 Oct 8;114:3255-3264.

Veldurthy A, Patz M, Pallasch CP, Wendtner C-M, Hallek M, Krause G.
The kinase inhibitor dasatinib induces apoptosis in chronic lymphocytic leukemia cells in vitro with preference for a subgroup of patients with unmutated IgVH genes
Blood 2008; 112: 1443-1452.

Forster K, Obermeier A, Mitina O, Simon N, Warmuth M, Krause G, Hallek M.
Role of p21Waf1/Cip1 as an attenuator of both proliferative and drug-induced apoptotic signals in Bcr-Abl transformed hematopoietic cells.
Ann Hematol 2008; 87: 183-193.

Mitina O, Warmuth W, Krause G, Hallek M, Obermeier A.
Src family tyrosine kinases phosphorylate Flt3 on juxtamembrane tyrosines and interfere with receptor maturation in a kinase-dependent manner.
Ann Hematol 2007, 86: 777-785

Hausherr A, Tavares R, Schäffer M, Obermeier A, Miksch C, Mitina O, Ellwart J, Hallek M, Krause G.
Inhibition of IL-6-dependent growth of myeloma cells by an acidic peptide repressing the gp130-mediated activation of Src family kinases.
Oncogen 2007; 26: 4987-98

 

Buchkapitel, Übersichtsartikel, Kommentare

Krause G, Kuckertz M, Kerwien S, Patz M, Hallek M.
In vitro sensitivity testing in the assessment of anti-CLL drug candidates.
Chapter 15 in (pp. 323-338) Oppezzo P (ed) Chronic lymphocytic leukemia, ISBN 978-953-307-881-6; InTech, Rijeka, Croatia; February 2012.

Krause G, Hallek M. On the assessment of dasatinib-induced autophagy in CLL. Leuk Res 2011; 35, 136-138.

Krause G, Hallek M.
Niedermolekulare Arzneistoffe zur Behandlung hämatologischer Neoplasien.
Onkologie heute 06/2007, 18-23.