„Wir wollen molekulare Signaturen in Gewebe, Blut und Zellen finden, die schwere oder komplizierte Krankheitsverläufe vorhersagen, so dass man die Therapie entsprechend anpassen kann“, sagt Projektkoordinator Prof. Dr. Philip Rosenstiel von der Universität Kiel. Das Projekt SYSCID („A Systems medicine approach to chronic inflammatory disease“ - Systemmedizin für chronisch entzündliche Erkrankungen, www.syscid.eu) startet 2017 und baut unter anderem auf Arbeiten der Bonner Forscher zur Einzelzell-Transkriptomanalyse auf. Hier wollen Prof. Schultze und Dr. Beyer diese Techniken weiterentwickeln, um so zum molekularen Verständnis und der klinischen Diagnostik chronisch entzündlicher Erkrankungen beizutragen.
„Die Analyse von einzelnen Zellen im entzündlich veränderten Gewebe könnte uns wertvolle Erkenntnisse über die zugrundeliegenden Ursachen liefern und könnte uns helfen, Patienten vor Therapiebeginn besser zu klassifizieren“, sagt Prof. Schultze von der Einheit für Genomik und Immunregulation am LIMES-Institut der Universität Bonn. Die gemeinsame Plattform für Einzelzell-Genomik und Epigenomik am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen und an der Universität Bonn (PRECISE), die von Prof. Schultze initiiert wurde, wird hierfür von zentraler Bedeutung sein. „Die Krankheit bis in die fundamentale Einheit, die einzelne Zelle, herunterzubrechen, könnte der Durchbruch sein für das Verständnis der Krankheit und damit für mögliche Therapieansätze“, unterstreicht Dr. Beyer. „Vor allem die seit mehreren Jahren bestehende Kooperation mit der Bonner Software Firma CommaSoft könnte sich als äußert wichtig erweisen, um die gewonnenen Erkenntnisse in eine im Alltag nutzbare Software umzusetzen und so eine Nutzung im klinischen Gebrauch zu gewährleisten.“
Forscher untersuchen Prozesse, die Gene an- und ausschalten
Ein wichtiger Baustein war die Beteiligung der Kieler, Saarbrückener und Bonner Forscher innerhalb des Deutschen Epigenom Programms (DEEP). Hier wurden die grundlegenden Prozesse untersucht, die Gene in Zellen „an- und ausschalten“ und so die Spezialisierung der Zellen, bestimmte Funktionen oder auch die Entstehung von Krankheiten steuern. Diese Steuerung erfolgt mittels chemischer Veränderungen der DNA, sogenannter epigenetischer Markierungen.
Auch Umweltfaktoren, das Vorkommen bestimmter Darmbakterien oder die individuelle Lebensweise des Patienten können zu epigenetischen Veränderungen führen: „In großen europäischen Kohorten suchen wir über einen längeren Zeitraum epigenetische Biomarker, die typisch für einen schweren Krankheitsverlauf sind und eine entsprechende klinische Konsequenz nach sich ziehen“, erklärt Prof. Rosenstiel. Dabei konzentriert sich das Konsortium mit 15 Partnern aus neun Ländern auf Krankheiten mit genetischen Gemeinsamkeiten. Das neue Verfahren könnte aussagekräftiger sein als bisher betrachtete Entzündungsmarker im Blut, die auch bei kleineren Entzündungen, Erkältungen oder Fieber erhöht sind und somit nicht zweifelsfrei zugeordnet werden können.
Neben der Suche nach epigenetischen Auffälligkeiten in Blut und Gewebe umfasst das Studienprogramm auch die Kombination von genomischen Einzelzellanalysen, für die die Bonner Wissenschaftler federführend sein werden. Dabei kommen neue technologische Entwicklungen zum Einsatz, mit denen das transkriptionelle und epigenetische Profil von einzelnen Zellen analysiert werden kann. Ziel ist es, kranke Zellpopulationen anhand dieser Profile von gesunden zu unterscheiden.
In einem experimentellen Teil soll außerdem versucht werden, krankmachende epigenetische Veränderungen zu korrigieren. „Wir gehen heute davon aus, dass Krankheitsmanifestation und Krankheitsverlauf mit langfristigen epigenetischen Veränderungen zusammenhängen. Da liegt es nahe, den individuellen Krankheitsverlauf positiv zu beeinflussen, indem wir bei der Ursache ansetzen“, so die Hoffnung der Bonner Forscher.
Kontakt:
Prof. Dr. Joachim Schultze & PD Dr. Marc Beyer
LIMES-Institut, Genomik & Immunregulation
Universität Bonn
Tel.: 0228/7362787
E-Mail: j.schultze@uni-bonn.de & m.beyer@uni-bonn.de
Webpage: www.syscid.eu
Prof. Dr. Philip Rosenstiel
Projektkoordination
Institut für Klinische Molekularbiologie
Universität Kiel
Tel.: 0431/50015111
E-Mail: p.rosenstiel@mucosa.de
European Research and Project Office GmbH (Eurice)
Dr. Vera Schneider
Projektmanagement
Tel.: 0681/959 23385
E-Mail: v.schneider@eurice.eu