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Hämatologische Diagnostik
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Hämatologische Diagnostik

Karl-Anton KreuzerLeitung

Prof. Dr. med. Karl-Anton Kreuzer

Kontakt

Labor für molekulare Hämatologie und Onkologie
Klinik I für Innere Medizin
Uniklinik Köln
Gebäude 13 (LFI), 4 OG, Raum 410
Kerpener Straße 62
50937 Köln

Telefon: +49 221 478-97382
Telefax: +49 221 478-97383

Routinediagnostik

Innerhalb des Schwerpunktes Hämatologische Diagnostik erfolgen die Routine- und Studienuntersuchungen im Labor für molekulare Hämatologie und Onkologie der Klinik I für Innere Medizin.

Im zytomorphologischen Arbeitsbereich des Labors werden Blut- und Knochenmarkausstrichen sowie sämtliche Punktionsmaterialien (zum Beispiel Ergüsse, Liquor, Lymphknoten) mit einem ausgedehnten Spektrum von Übersichts- und Spezialfärbungen untersucht. Hierzu stehen moderne Lichtmikroskope mit einer „High-End-Optik“ zur Verfügung (Zeiss Axiophot®, AxioImager®). Das Labor ist zudem via digitaler Bildübertragung im Rahmen von Live-Schaltungen (Telemikroskopie) mit anderen Experten vernetzt, so dass mikroskopische Bilder übertragen und schwierige Fälle kritisch diskutiert werden können. Ein weiteres Mikroskop ist mit einer 5-fach-Mitbeobachetereinrichtung versehen und gleichzeitig mit einer Mikroskopkamera an einen 58''-Plasmabildschirm angeschlossen. Auf diese Weise können interessante Fälle auch in kleineren Gruppen besprochen werden.

Klinikintern werden darüber hinaus tagesaktuelle Fälle innerhalb der regelmäßigen Besprechungen per Videoprojektion demonstriert und erläutert.

Im durchflusszytometrischen Arbeitsbereich des Labors erfolgt die Immunphänotypisierung von Leukämien, Lymphomen und weiterer hämatologischer Erkrankungen. Hierzu stehen zwei 5-Farben-, zwei 10-Farben- und ein vollautomatisches 4-Farben-Durchflusszytometer zur Verfügung. Neben der Routinediagnostik klinikinterner und auswärtiger Proben führt das Labor für die Deutsche CLL-Studiengruppe sowie industrielle Auftraggeber die zentrale immunphänotypische Diagnostik großer multizentrischer Therapiestudien zur CLL durch.

Das methodische Spektrum wird ferner durch den molekulargenetischen Arbeitsbereich ergänzt. Hier werden klonale Marker bei akuten und chronischen Leukämien (zum Beispiel BCR-ABL, RUNX1/RUNX1T1, CBFβ/MYH11 und NPM1-Mutationen) qualitativ und quantitativ bestimmt. Ferner erfolgt die Untersuchung diagnostisch und prognostisch bedeutsamer molekulargenetischer Veränderungen (zum Beispiel IgHV-Mutationsstatus).

Im zytogenetischen Arbeitsbereich des Labors werden konventionelle zytogenetische Untersuchungen (Karyogramme) sowie Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungen (FiSH) durchgeführt. Hierbei kommt eine automatisierte Mikroskopier- und Analysetechnik (Zeiss AxioImager®, Metasystems Metafer®) für den Hochdurchsatz zur Anwendung.

Schließlich kommt dem Labor für molekulare Hämatologie und Onkologie eine wichtige Rolle bei der Aus- und Weiterbildung der ärztlichen Klinikmitarbeiter zu. Innerhalb eines Rotationssystems werden Weiterbildungsassistenten in der hämatologischen Diagnostik unterwiesen. Darüber hinaus werden aktuelle Fälle den behandelnden Kollegen demonstriert und es finden regelmäßig zertifizierte Fortbildungsveranstaltungen, unter anderem der Kölner Hämatologie-Kurs, statt.

Das Labor verfügt darüber hinaus über einen wissenschaftlichen Arbeitsbereich, mit Forschungsthemen sowohl aus dem Bereich der Labordiagnostik als auch auf dem Gebiet der Pathophysiologie und experimentellen Therapie akuter und chronischer Leukämien sowie lymphoproliferativer Erkrankungen.

Mitarbeiter

Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dr. Dipl.-Biol. Fanni Kleinert
Dipl.-Biol. Esther Lilienweiss
Dr. rer. nat. Eva Lorsy
Dr. rer. nat. Michaela Patz
Dr. med. Brigitte Schneider

Technische Assistentinnen/Assistenten
Joanna Arabatzi, MTA
Sabrina Aschermann, MTA
Angela Ballato-Außem, BTA
Elisa Barth, BTA
Veronika Bieniek, BTA
Kathrin Cremer, MTA
Timo Engelhardt, BTA

Marina Haedecke, MTA
Stephanie Hippler, MTA
Anja Freyja Hoffrichter, MTA
Corinna Hölscher, MTA
Elena Krämer, MTA
Laura Krüger, BTA
Stefanie Linnartz, MTA
Sarah Lorenz, MTA
Beatrix Loth, MTA
Julia Mattlener, MTA
Barbara Pentok, MTA
Dirk Schmitz, MTA
Gabriela Sotomayor, MTA
Mirela Stecki, MTA
Andrea Strohmidel, MTA
Charlotte Wimmer, MTA

Doktoranden

Arzthelferinnen
Ilknur Dincelir
Tina Tesch

Teamassistentin
Nicole Frenz

Ehemalige Mitarbeiter
Dr. Luis Aguirre-Palma (Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, Köln)
Dr. Felix Erdfelder (Universitätsklinikum Bonn)
Dr. Alexandra Filipovich (Universitätsklinikum Düsseldorf)
Dr. Hanna Flamme (Zentrum für klinische Studien, Köln)
Dr. Marion Klaumünzer (Praxis für Humangenetik Tübingen)
Dr. Rajesh Kumar Gandhirajan (Temple University, Philadelphia, USA)
Dr. Iris Gehrke (University of Manitoba, Winnipeg, Canada)
Dr. Birgit Hempsch (UCB Pharma AG, Monheim)
Dr. Magdalena Hertweck (HELIOS Klinikum, Schwelm)
Dr. Sylvia Krallmann (STADA Arzneimittel AG, Bad Vilbel)
Dipl.-Biol. Cristiano Krings Rocha (Labor Dr. Wisplinghoff, Köln)
Dr. Alexandros Liakos (IKK classic, Dresden)
Dr. Sabrina Mertgen (Katholisches Klinikum Koblenz)
Dr. Katharina S. Minke (Grünenthal GmbH, Aachen)
Dr. Julian Paesler (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, Bonn)
Dr. Lukas Peiffer (Löwen-Apotheke, Attendorn)
Dr. Birgit Poetzsch (Vitalis-Apotheke, Recklinghausen)
Dr. Simon Poll-Wolbeck (UCB Pharma AG, Monheim)
Dr. Regina Razavi (Janssen-Cilag, Neuss)
Dr. Christina Schmidt (Bayer Pharma AG, Berlin)
Dr. Stefanie Wagner (Bayer HealthCare, Leverkusen)

Forschungsschwerpunkte

Pathophysiologie der Chronischen lymphatischen Leukämie

Die Chronische lymphatische Leukämie (CLL) ist gekennzeichnet durch eine langsame Proliferation maligner monoklonaler B-Zellen und einem gleichzeitig bestehenden apoptotischen Block. Die akkumulierenden CLL-Zellen besitzen einen reifen Phänotyp und sind unter anderem durch die Oberflächenmerkmale CD5, CD19 und CD23 charakterisiert. Bis dato konnte kein alleiniger pathogenetischer Mechanismus identifiziert werden, statt dessen ist davon auszugehen, dass gleichzeitige Alterationen in verschiedenen Signalkaskaden zur Dysregulation des Zellzyklus und der Apoptoseinduktion führen.

In unserer Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns mit ausgewählten Signaltransduktionswegen, die bei der CLL verändert sind. Indem wir einzelne Komponenten dieser Signalkaskaden gezielt in vitro hemmen, soll untersucht werden, welche Transduktionswege für den apoptotischen Block in CLL-Zellen bedeutsam und welche Proteine innerhalb einer Kaskade hierfür entscheidend sind. Bei diesen Untersuchungen konzentrieren wir uns insbesondere auf Gene, die in der physiologischen Hämatopoese nur eine untergeordnete oder keine Rolle spielen. Ziel dieser Vorhaben ist es, für die Pathogenese der CLL essentielle Faktoren zu identifizieren, die als Zielstrukturen für spezifische Therapieansätze dienen können.

Evaluation neuer molekularer Verlaufsparameter bei der Chronischen lymphatischen Leukämie

Trotz erheblicher Behandlungsfortschritte zählt die CLL nach wie vor zu den Erkrankungen, die mit Standardtherapien nicht kurativ zu behandeln sind. Zur Beurteilung des Therapieansprechens wird der Remissionsstatus in vielen Fällen klinisch bzw. mikroskopisch ermittelt. Eine sensitivere Verlaufskontrolle kann via Durchflusszytometrie oder, sofern chromosomale Aberrationen vorliegen, durch zytogenetische Untersuchungen erfolgen.

Neuere Therapie, von denen erhofft wird, dass sie rascher und effizienter wirken, machen es erforderlich, dass Methoden etabliert werden, die einerseits empfindlicher sind und gleichzeitig quantitative Aussagen über die Dynamik der malignen Zellpopulation zulassen. Hierfür bieten sich sensitive PCR-basierende Techniken an. In unserer Arbeitsgruppe bemühen wir uns, Gene zu identifizieren, die ein für die CLL typisches Expressionsmuster aufweisen. Mit Hilfe der quantitativen Real-time (RT-)PCR vergleichen wir die Expressionsstärke verschiedener Genabschnitte in physiologischen Leukozyten bzw. B-Zellen und CLL-Zellen. Zur Beurteilung ziehen wir unter anderem bereits etablierte prognostische Parameter heran und setzen unsere Untersuchungsergebnisse in das Verhältnis zum Krankheitsverlauf.

Experimentelle Therapie der Chronischen lymphatischen Leukämie mit selektiven Signaltransduktionsinhibitoren

Wiewohl die Pathogenese der CLL nach wie vor im Dunklen liegt, sind mittlerweile eine Reihe von intrazellulären Signalkaskaden beschrieben worden, die im Vergleich zu normalen B-Lymphozyten bei CLL-Zellen auffällig verändert sind. Hierunter befinden sich auch Signalwege, die bei physiologischen B-Zellen entweder nur sehr geringgradig aktiv sind oder aber gänzlich ausgeschaltet erscheinen. Zum Teil handelt es sich um Proteine, die auch in anderen normalen Gewebearten wenig oder nicht exprimiert werden.

Mittlerweile konnten eine Reihe von selektiven Signaltransduktionsinhibitoren identifiziert werden, die in der Lage sind, einige intrazelluläre Signalwege mit hoher Spezifität zu hemmen. Sofern es sich hierbei um sogenannte small molecule inhibitors handelt, besteht dabei häufig der Vorteil, daß sie einfach herzustellen sind und ein hohes Potential für eine orale Anwendbarkeit besitzen. In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir verschiedene dieser Substanzen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit auf CLL-Zellen. Dabei analysieren wir die Behandlungseffekte auf die entsprechenden Signalwege und setzen diese in Beziehung zu dem letztlich erwünschten Ziel, der Apoptose-Induktion bei malignen Zellen.

Evaluation bekannter und neuer molekularer Verlaufsparameter sowie Untersuchungen zur Therapieresistenz bei akuten und chronischen Hämoblastosen

Ein Teil der akuten myeloischen und lymphatischen Leukämien (AML und ALL) sowie die chronische myeloische Leukämie (CML) zeichnen sich durch charakteristische molekulargenetische Veränderungen aus. In der Mehrzahlhandelt es sich dabei um die Resultate chromosomaler Translokationen, wie etwa das sogenannte Philadelphia-Chromosom [t(9;22)] und dem korrespondierenden BCR/ABL-Fusionsgen bei der CML. Sofern ein solcher molekularer Marker vorliegt, kann durch sensitive molekulargenetische Untersuchungen (Polymerasekettenreaktion) festgestellt werden, ob und in welchem Ausmaß die maligne Population in verschiedenen Erkrankungs- und Behandlungsstadien nachzuweisen ist.

Neben der Diagnostik mit bereits etablierten molekularen Verlaufsparametern bemühen wir uns, insbesondere bei molekular undefinierten Hämoblastosen neue Parameter zu entwickeln, welche Aufschlüsse über den Erkrankungsverlauf liefern können. Hierbei bedienen wir uns neuerer Erkenntnisse über das differentielle Expressionsmuster maligner Klone. Die Kandidatengene werden in größeren Kohorten von Leukämiepatienten untersucht und hinsichtlich ihrer prognostischen Aussagekraft analysiert.

Methoden

Zellbiologie

  • Magnetic Cell Sorting (MACS®)
  • Automatisierte Objektträgerfärbung (PolyStainer®)
  • Konventionelle zytomorphologische Untersuchungen (Zeiss AxioImager®)
  • Fluoreszenz-Mikroskopie (Zeiss AxioScope®)
  • Kultivierung adhärenter und nicht-adhärenter Zellinien
  • Ex vivo-Kultivierung primärer Zellpopulationen
  • Haltung immunkompetenter und –inkompetenter Mäuse
  • Etablierung und Nutzung von Maus-Tumormodellen (Xenotransplantation)
  • Generierung transgener Mäuse (Kooperationsprojekte)

Proteinchemie

  • Automatisierte Probenvorbereitung (Beckman Coulter TQ-Prep®)
  • 5-Farben-Durchflusszytometrie (Beckmann Coulter FC-500®)
  • 10-Farben-Durchflusszytometrie (Beckman Coulter Navios®)
  • Load & Go-Durchflusszytometrie (Beckman Coulter Aquios CL®)

Nukleinsäurenanalytik

  • DNA- und RNA-Extraktion (QIAcube®, EZ1 Advanced®)
  • Reverse Transkription (RT)
  • Koventionelle (RT-)PCR und nested (RT-)PCR
  • Gelelektrophorese
  • Kapillarelektrophorese (QIAxcel®)
  • Quantitative Echtzeit-Fluoreszenz-(RT-)-PCR (LightCycler 1.0® und 480®),
  • DNA-Ligation, Transformation und Klonierung
  • DNA- und RNA-Transfektion

Mutations- und Sequenzanalysen

  • Fluoreszenz-gestützte Mutationsanalyse und Allel-Diskriminierung (HybProbes®)
  • Peptid nucleic acid clamping Assays (PCA)
  • PCR-Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus (PCR/RFLP)
  • DNA-Schmelzpunktanalysen
  • DNA-Sequenzierung

Zytogenetik und FISH

  • Automatisierte Bildaquisition (Zeiss AxioImager® und Metasystems Metafer®)
  • Karyogramme (Metasystems Ikaros®)
  • FISH und multicolor-FISH (Metasystems Isis®)
  • Chromosomenharvester (CellSprint TM)

Drittmittelförderungen

Neben der Unterstützung, die wir durch industrielle Drittmittelgeber erhalten, wurden bzw. werden die Vorhaben unserer Arbeitsgruppe von den folgenden Institutionen gefördert:

Boehringer Ingelheim Fonds, Heidesheim

Berliner Krebsgesellschaft, Berlin

Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn

Deutsche José Carreras Leukämie-Stiftung e.V., München

Deutsche Krebshilfe, Bonn

Dr. Axe-Stiftung, Bonn

Elisabeth Schumann-Stiftung, Frechen

Else Kröner-Fresenius-Siftung, Bad Homburg v.d.H.

Köln Fortune, Köln

Liesegang-Stiftung, Köln

Otto Böcker-Stiftung, Köln

Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, Essen

Wilhelm Sander-Stiftung, München

Doktorarbeiten

In unserer Arbeitsgruppe sind regelmäßig Forschungsthemen an Medizinstudenten zum Erwerb des Doctor medicinae (Dr. med.) zu vergeben. Darüber hinaus besteht für nicht-medizinische Naturwissenschaftler die Möglichkeit, bei uns eine Arbeit für die Promotion zum Doctor rerum medicinalium (Dr. rer. medic.) anzufertigen. Bei Projekten, die in Zusammenarbeit mit der Naturwissenschaftlichen Fakultät durchgeführt werden, kann der akademische Grad des Doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) erworben werden. Doktorarbeiten, die mit einem Anstellungsverhältnis verbunden sind (TV-L Verg.-Gr. 13/2) oder vakante Positionen für Postdoktoranden (TV-L Verg.-Gr. 13) schreiben wir öffentlich aus.

Publikationen

Eine aktuelle Übersicht publizierter Manuskripte der Arbeitsgruppe finden Sie auf der Website von PubMed.