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We investigate tumor progression from initiation of precursor lesions towards invasion and metastasis. Based on understanding the underlying molecular mechanisms, our aim is to develop novel therapeutic concepts against these processes. We integrate basic as well as translational and clinically relevant research aspects and focus on gastrointestinal cancer, but also include other cancer types for validation of results.

The Department for Experimental Medicine 1 is localized at the Nikolaus-Fiebiger-Center for Molecular Medicine of the Friedrich-Alexander-University (FAU) Erlangen-Nürnberg. The FAU was founded in 1743 and is one of the biggest universities in Germany with more than 40,000 students (https://www.fau.de/).

Karte zeigt die Lage von Erlangen in Europa

Erlangen is located in northern Bavaria in close proximity to Nuremberg (25 km), the world heritage site Bamberg (30 km) and Munich (180 km).
The closest airports are Albrecht-Duerer-Airport Nuremberg (15 km) and Franz-Josef-Strauss Airport Munich (170 km).

Schwerpunkt

Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt auf der Entstehung und Ausbreitung von Krebserkrankungen, insbesondere auf molekularen Mechanismen der Tumorinvasion und Metastasierung. Das Ziel ist die Entwicklung neuer Therapiekonzepte zur Bekämpfung dieser Prozesse. Dabei integriert die Arbeitsgruppe zellbiologische, molekularbiologische und genetische Methoden, Zellkultur- und Tiermodelle, sowie Analysen von humanen Tumorproben und Patientendaten. Im Fokus stehen gastrointestinale Tumorerkrankungen (v.a. Pankreas- und Darmkrebs), es werden aber auch andere Tumoren (z.B. Brust- und Lungenkrebs) in die Forschung mit einbezogen.

Forschungskonzept

Unser Forschungskonzept basiert auf klinisch relevanten Fragestellungen, insbesondere auf den wichtigsten Problemen der heutigen Krebsmedizin. Dazu zählen die Entwicklung einer Therapie-Resistenz, z.B. gegen etablierte Chemotherapeutika bei hämatologischen und soliden Neoplasien, sowie die Metastasierung solider Tumore. Dementsprechend sind die Überwindung der Radio-Chemoresistenz sowie die Entwicklung neuer, gezielter Therapien sowohl gegen Tumor-Dissemination und Metastasierung die zentralen Herausforderungen der translationalen Krebsforschung, denen wir uns stellen. Wir konnten zeigen, dass die besondere Fähigkeit von Krebszellen, sich an unterschiedlichste Bedingungen und Anforderungen anzupassen, einen wesentliche Triebkraft der Progression bis zu einer therapie-resistenten, metastatischen Erkrankung ist. Diese Fähigkeit wird als aberrante, zelluläre Plastizität bezeichnet. Dieser zellulären Plastizität liegt ein von uns identifizierter molekularer Motor – der ZEB1/miR-200 Feedback-Loop – zugrunde.
Zunehmend wird deutlich, dass erhöhte zelluläre Plastizität, z.B. getrieben vom ZEB1/miR-200 Feedback-Loop, auch in anderen Krankheitsprozessen eine Rolle spielt. Dazu gehören z.B. Organfibrosen (Niere, Leber, Lunge), Entzündungsprozesse und wahrscheinlich auch die Arteriosklerose. Neben dem eigentlichen Forschungsthema „Krebs“ sind daher in Kooperationen auch diese Erkrankungen in das Forschungskonzept einbezogen.

Ziele

  • die Erforschung grundlegender molekularer Mechanismen der Entstehung, Invasion und Metastasierung solider Tumore
  • darauf aufbauend, die Einbeziehung klinisch relevanter Fragestellungen mit dem Ziel einer verbesserten Prognostik und der Entwicklung neuer therapeutischer Optionen zur Verhinderung von Metastasierung und Überwindung einer Therapieresistenz
  • die Erforschung der von uns identifizierten Pathomechanismen in anderen Erkrankungen.

 

Forschungsbericht 2015 der Medizinischen Fakultät der FAU (Link zum Forschungsbericht)

Detaillierte Informationen rund um das Studium der Molekularen Medizin erhalten Sie auf den Seiten der Medizinischen Fakultät der FAU.

Informationen zum Bachelorstudiengang

Informationen zum Masterstudiengang (nur in englischer Sprache verfügbar)

Kursmaterialien und Unterlagen zum Download finden Sie im E-Learning Portal der FAU Link zum E-Learning Portal der FAU

  • Aktuelle Themen der molekularen Onkologie (2 SWS, nur für Naturwissenschaftler und Mediziner, Di. 09:00-11:00 Uhr, SR 01.021)
  • Anleitung zum selbstständigen wissenschaftlichen Arbeiten (2 SWS, für fortgeschrittene Naturwissenschaftler und Mediziner, Di. 16:00-18:00 Uhr, SR 01.021)
  • Grundlagen der Zellbiologie (Ort und Zeit folgen in Kürze)
  • Zell- und Tumorbiologisches Doktorandekolloqium (2 SWS, für Naturwissenschaftler und Mediziner, Do. 09:00-11:00 Uhr, SR 01.021)
  • Zellbiologisches Grundpraktikum (Studiengang Molekulare Medizin B.Sc., voraussichtlich 13.02.-24.02.2017 ganztägig)
  • Zellbiologisches-Immunologisches Kolloquium (Nikolaus-Fiebiger-Forum, 1 SWS, Fr. 09:00-10:00 Uhr, SR 0.024)

Nähere Informationen zu den Lehrveranstaltungen finden Sie im Vorlesungsverzeichnis im Link zum Informationssytem der FAU

Außenansicht des Nikolaus-Fiebiger-Zentrums

Das Nikolaus-Fiebiger-Zentrum (NFZ) für Molekulare Medizin ist eine Forschungseinrichtung der Medizinischen Fakultät der Friedrich Alexander Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg. In diesem Zentrum sind zwei Lehrstühle für Experimentelle Medizin (Exp Med 1 – Molekulare Pathogeneseforschung und Exp Med 2 – Molekulare Tumorforschung), die Abteilungen für Molekulare Immunologie und Immun-Genetik,  sowie eine Reihe weiterer Forschungs-Nachwuchsgruppen des Interdisziplinären Zentrums für klinische Forschung (IZKF) der Medizinischen Fakultät untergebracht. Die Intention dieses Forschungszentrums ist, die biomedizinische Forschung der Medizinischen Fakultät zu stärken, indem die Kooperationen zwischen Grundlagen- und klinischen Forschern angeregt werden. Auch soll jungen klinischen Forschern die Möglichkeit gegeben werden,kompetitive biomedizinische Forschungsprojekte unter der Infrastruktur eines modernen Forschungsinstituts zu verfolgen.Das Nikolaus-Fiebiger-Zentrum ist hervorragend für zell- und molekularbiologische Forschung ausgestattet, u.a. verfügt es über zentrale Facilities für Cell Sorting, konfokale Laser-Mikroskopie und Tierhaltung. Es bietet eine Vielzahl von Seminaren zu zellbiologischen, onkologischen, immunologischen und biochemischen Themen. Die Lehrstühle, Abteilungen und Arbeitsgruppen des NFZ sind stark in der Lehre für Studierende der Medizin, Molekularmedizin und Biologie engagiert.

AG Brabletz October 2015

AG Brabletz October 2015

Chair:

Thomas Brabletz

Principal Investigators:

Simone Brabletz

Marc Stemmler

PhD Students:

Nora Feldker

Julia Kleemann

Angela Krebs

Maria Lasierra Losada

Manuel Ruh

Master Students:

Maike Roas

Anna Schwinn

Anna-Katharina Wirth                                                               Link to older team pictures

Technicians:

Eva Bauer

Britta Schlund

Office:

Wencke Wallusch

Overview

We are interested in basic mechanisms of malignant tumor progression, which are used by all major solid cancers. We focus on gastrointestinal cancers, particularly pancreatic and colorectal cancer, but also include analyses of breast and lung cancer for validation of results.
Carcinomas represent the most prevalent malignancies in humans and arise from normal epithelial tissues in a multistep progression from benign precursor lesions. Metastasis, the final step in malignancy, is the major cause of death for cancer patients. Recent models explain selected aspects of the complex tumor progression process: Unrestricted growth, a hallmark of both benign and malignant tumors, can be attributed to cancer stem cells. Generally, a stepwise accumulation of genetic alterations in oncogenes and tumor suppressor genes is considered as a driving force for malignancy. The breakdown of epithelial cell homeostasis leading to aggressive cancer progression has been correlated with the loss of epithelial characteristics and the acquisition of a migratory phenotype. This phenomenon, referred to as epithelial to mesenchymal transition (EMT), is considered a crucial event in malignancy.
EMT not only induces cellular motility, but also confers stemness properties to (cancer) cells. Thus EMT is also participating in the initiation and maintenance of a cancer stem cell phenotype.
Important steps enabling metastasis are reversible, and thus cannot solely be explained by irreversible genetic alterations, indicating the existance of a dynamic component to human tumor progression, and in particular a regulatory role for the tumor environment, which was already demonstrated in many experimental systems. Tumors are not autonomously acting proliferation machines, but are very heterogenous, both in their morphological and functional aspects. In fact, an individual tumor shows distinct subareas of proliferation and cell cycle arrest, epithelial differentiation and EMT and cell adhesion and dissemination. How are all these different traits orchestrated?

Cellular plasticity: a driving force for cancer progression and other disease processes

It became evident that cancer cells are highly adaptive to the demanding environmental conditions – a property which can be summarized as aberrant cellular plasticity.
In addition to accumulation of genetic alterations, aberrant cellular plasticity is now considered as a major driving force for cancer progression towards a therapy resistant, metastatic disease, as well as for the pathogenesis of other diseases. Our group has discovered one underlying molecular mechanisms controlling cellular plasticity:  A phenotypic switch between a stemness/EMT state and a differentiated state, which is exerted by a double-negative feedback loop between the EMT-activator ZEB1 and the miR-200 family of microRNAS, the so-called ZEB1 / miR-200 feedback loop.

e-cad ZEB/miR-200 double negative feedback loop

Research program

Future work will address the role cellular plasticity in cancer and other diseases and explore it as a target of therapeutic intervention. We will:

  • Investigate the role of the EMT-activator ZEB1 in cancer initiation and metastasis using genetic models of pancreatic and colon cancer.
  • Investigate the microenvironment as a modulator of cellular plasticity in cancer.
  • Identify novel mechanisms underlying cellular plasticity.
  • Explore the translational and clinical relevance by developing novel treatment strategies.
  • Investigate the role of cellular plasticity in other disease processes.

 

To address our research questions, we use molecular, epigenetic and genetic approaches, cell and animal models (e.g. mouse tumor models and conditional knockout and transgenic models of plasticity-related genes), as well as human tumor material and patients’ data for proofing translational and clinical relevance.

 

Research Report 2015 of the Faculty of Medicine (Link to Research Report)

We are strongly engaged in teaching at different educational levels (Bachelor-, Master-, PhD-students) and disciplines (medicine, molecular medicine, biology). Teaching includes lectures, courses and internships for Bachelor- and Masterstudents. PhD students are integrated in a local graduate school programme. All lab members participate regularly in journal clubs, lab meetings and external seminars of guest speakers.

All information about the study of Molecular Medicine can be found on the pages of the Faculty of Medicine:

Molecular Medicine B.Sc.

Molecular Medicine M.Sc.

Course materials are available for download  Link to E-Learning portal of FAU

For information about lectures and courses for the current semester, please follow the link to Information system of FAU

The Nikolaus-Fiebiger-Center (NFZ) of Molecular Medicine is a research institution of the Medical Faculty at the Friedrich Alexander Außenansicht des Nikolaus-Fiebiger-ZentrumsUniversity FAU) of Erlangen-Nuernberg. The center harbours two divisions of Experimental Medicine I and II (Molecular Pathogenesis Research and Molecular Tumor Research, respectively), a division of Molecular Immunology, a division of Genetics (Science Faculty) as well as several junior research groups of the Interdisciplinary Clinical Research Center (IZKF) of the Medical Faculty. The intention of the research center is to strengthen biomedical research in the Medical School by stimulating cooperations between basic and clinical researchers and giving young clinicians the opportunity to carry out competitive biomedical research projects under the infrastructure of a modern research center.
The Nikolaus-Fiebiger-Center is well equipped with modern research facilities required for cell and molecular biological research and offers a variety of biochemical, immunological and cell biological seminars, guest lectures and common graduate student seminars. Communication between all scientific and technical staff is greatly facilitated by a modern computer network allowing access to data banks and electronic libraries from each desk. Central equipment such as DNA-sequencing, fluorescence activated cell sorting, confocal laser microscopy, surface plasmon resonance as well as animal facilities are accessible for all scientists and technical personell.

Department of Experimental Medicine I

Nikolaus-Fiebiger-Center for Molecular Medicine

Glueckstr. 6

91054 Erlangen

Germany

The Nikolaus-Fiebiger-Center is conveniently located very close to the city center of Erlangen. It is just a short walk from here to the main train station. The closest bus stop is „Hindenburgstraße“, which is a stop along the lines 289, 290 and 252.