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Krebstherapie durch Stoffflussanalyse

Der Stoffwechselfluss ist die Bewegung von Metaboliten wie etwa Chemikalien und Molekülen auf zellulären Stoffwechselwegen. Man nimmt an, dass Krebs zu Veränderungen bei der Regulierung von Metaboliten führt, deren Produkte als Marker bei der Krankheitsdiagnose verwendet werden könnten.
Krebstherapie durch Stoffflussanalyse
Das Projekt METAFLUX ("Metabolic flux analysis and cancer") führt ein interdisziplinäres europäisches Konsortium zusammen, um Forscher in der Stoffflussanalyse für die Krebsdiagnostik auszubilden. Mittels in-vitro- und in-vivo-Methoden der Metabolomik werden die Forscher Veränderungen im Fluss zellulärer Metaboliten in Reaktion auf Arzneimittel und Krebs untersuchen.

Bei der Metabolomik werden Metaboliten mit niedrigem Molekulargewicht gemessen, die physiologische oder pathologische Zustände von Organismen anzeigen. Bei der Technik der Stoffflussanalyse werden erweiterte statistische und bioinformatische Werkzeuge eingesetzt, um dynamische metabolische Profile zu erstellen.

In den ersten 2 Jahren des Projekts wurden 16 Nachwuchsforscher und ein erfahrener Forscher rekrutiert und geschult. In Schulungskursen wurden relevante Labor- und Forschungstätigkeiten vermittelt, wobei es um die Theman Stoffwechsel, Stoffflussanalyse, Analysemethoden mittels Kernspinresonanz und Massenspektrometrie ging. Darüber hinaus gabe es Schulungen zu allgemeinen Fähigkeiten in den Bereichen Kommunikation und Hörverständnis, wissenschaftliches Schreiben und Computerprogrammierung. Innerhalb eines Jahres veröffentlichten Stipendiaten von METAFLUX einen Artikel, fünf weitere sind in Vorbereitung.

Es konnten in-vitro- und in-vivo-Verfahren unter Verwendung von Kernspinresonanz und dynamischer Kernpolarisation mit Kernspinresonanz (DNR-NMR) in Tumormodellen entwickelt werden, um zelluläre Stoffwechselflüsse zu studieren. Durch bessere Auflösungssysteme und neue Substrate wurde die DNR-NMR optimiert. Einzelscan-Kernspinresonanz zusammen mit einer Auflösung durch DNP-NMR ermöglichte schnelle und empfindliche Metabolitmessungen bei niedrigen Konzentrationen. Nach einer statistischen Auswertung zu vorhandenen Krankheitsdaten wurden deregulierte Metaboliten bei verschiedenen Krebsarten identifiziert.

Die Stipendiaten präsentierten Forschungsergebnisse auf internationalen Konferenzen wie dem Keystone-Symposium und EUROMAR 2012. Außerdem gab es Workshops zu Kommunikation und Verbreitung von Forschungsergebnissen und eine Einführung in Techniken wie Kernspinresonanz, DNP-NMR und Gaschromatographie. Weitere Kurse befassen sich mit Stoffflussanalysetechnologien, rechnergestützter Flussmodellierung und Wirkstoffforschung.

Ein Erfolg der Projekts wird durch Stoffflussanalyse an Zelllinien und Tiermodellen zur Aufklärung der Mechanismen hinter Krebs beitragen und so Diagnose und Behandlung verbessern. Die rechnergestützte Flussmodellierung könnte auch bei der Bewertung von Arzneimittelwirksamkeit helfen. Nicht zuletzt werden die gewonnenen Erkenntnisse der EU eine Spitzenposition in der Metabolomikforschung verschaffen.

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