Forschungsnetzwerk

Leberkrebs erkennen und vorbeugen

Systemmedizinisches Forschungsnetzwerk zur Früherkennung und Prävention von Leberkrebs.

Über uns

Unsere Mission

Liver Systems Medicine Cancer - LiSyM-Krebs - ist ein multidisziplinäres Forschungsnetzwerk, das im Rahmen des Programms des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) "Förderung eines systemmedizinischen Forschungsnetzwerks zur Früherkennung und Prävention von Leberkrebs im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs" von Juli 2021 bis Juli 2024 gefördert wird.

Das Forschungsnetzwerk LiSyM-Krebs baut unter anderem auf den Erkenntnissen des vorherigen Netzwerks LiSyM (Förderperiode 2016 bis 2020) auf und erweitert das Forschungsfeld in Richtung Leberkrebs.

Im Netzwerk LiSyM-Krebs forschen Molekular- und Zellbiologen, klinische Forscher und Experten für mathematische Modellierung gemeinsam an der Entstehung von Leberkrebs aus Vorerkrankungen wie der nichtalkoholischen Fettleber oder Leberzirrhose. Ziel des gemeinsamen Projekts ist es, relevante Biomarker für die Diagnose und Prävention des Hepatozellulären Karzinoms (Engl.: hepatocellular carcinoma, HCC) im Frühstadium zu ermitteln.

Synergetisches Arbeitsprogramm in LiSyM-Krebs

LiSyM-Krebs besteht aus den drei Teilprojekten - SMART-NAFLD, C-TIP-HCC und DEEP-HCC sowie dem Programm- und Datenmanagement. Diese drei Projekte verwenden einen integrativen systemmedizinischen Ansatz, bei dem die Kommunikation der Leberzellen, der Stoffwechsel und die Signaltransduktion sowie die Dynamik der verschiedenen Leberzellpopulationen und die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix untersucht werden. Dazu werden multi- und räumlich aufgelöste-OMICS und bildgebende Verfahren verwendet. Auf der Grundlage quantitativer Daten entwickeln Mathematiker und Bioinformatiker Modelle, die eine frühzeitige Erkennung von Veränderungen (Kipppunkte, Engl.: Tipping Points) ermöglichen, die die Entstehung von Leberkrebs begünstigen. Obwohl die meisten Fälle von Leberkrebs derzeit auf der Grundlage einer Zirrhose entstehen (Kipppunkt 2), gewinnt aufgrund der raschen Zunahme übergewichtiger und fettleibiger Patienten mit Fettlebererkrankungen der erste Kipppunkt zunehmend an Bedeutung.

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Die drei Projekte in LiSyM-Krebs: SMART-NAFLD charakterisiert den Übergang von NAFLD direkt zum Leberkrebs (hepatozelluläres Karzinom, HCC) (Kipppunkt 1), C-TIP-HCC untersucht den Übergang von Leberzirrhose zu HCC (Kipppunkt 2) und DEEP-HCC liefert eine multidimensionale Charakterisierung des frühen HCC.

Konsortialprojekte

SMART-NAFLD

SMART-NAFLD konzentriert sich auf Veränderungen im Stoffwechsel und in der Signaltransduktion, die das Fortschreiten der Krankheit zum Leberkrebs begünstigen, und zielt darauf ab, Alarmsignaturen im Blut von Patienten mit Fettlebererkrankungen ohne Zirrhose zu identifizieren. Diese ermöglichen es, modellbasierte Vorhersagen für einzelne Patienten zu entwickeln, um die Nähe zum Kipppunkt in Richtung Leberkrebs zu bewerten (Kipppunkt 1).

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C-TIP-HCC

C-TIP-HCC nutzt die Multiskalenmodellierung, um strukturelle und kompositorische Veränderungen in der extrazellulären Matrix und Unterschiede in den zellulären Phänotypen in zirrhotischen Knoten zu untersuchen. Diese Veränderungen charakteriseren das Gewebe bei kompensierter Zirrhose bis hin zu einem Kipppunkt in Richtung Leberkrebs-Bildung (Kipppunkt 2). Ziel der Modellierung ist die Entwicklung von Strategien zur Vorhersage und Verhinderung oder Verlangsamung des Fortschreitens der Krankheit von der Zirrhose zum Leberkrebs.

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DEEP-HCC

DEEP-HCC konzentriert sich auf Leberkrebs im Frühstadium und bietet eine beispiellos tiefe, multidimensionale funktionelle und räumliche Charakterisierung mit einer Präzision von Gewebe bis zur einzelnen Zelle. Ein umfassender Datensatz wird generiert bestehend aus digitaler 3D-Geweberekonstruktion, räumlicher Transkriptomik, Epigenetik, Lipidomik, pseudozeitlich angeordneten somatischen Mutationen und personalisierten komplexen Leberkrebs-Organoiden. Diese einzigartige Sammlung von Datensätzen wird in einen umfassenden Stoffwechsel-/Signalisierungs-, räumlich-zeitlichen und stochastischen Modellierungs-Workflow integriert, wodurch Signaturen von Leberkrebs aufdeckt werden können.

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LiSyM-Krebs befasst sich darüber hinaus mit den folgenden Fragen:

  1. Was sind die Ähnlichkeiten und Unterschiede bei Leberkarzinomen, die bei Patienten mit Fettlebererkrankung ohne Zirrhose auftreten, im Vergleich zu denen, die sich bei Patienten mit Leberzirrhose entwickeln?
  2. Welche Faktoren oder Mechanismen erklären, dass Männer signifikant häufiger an Leberkrebs erkranken als Frauen?
  3. Welche Bestandteile im Blut spiegeln ein Überschreiten der Kipppunkte für die Leberkrebsentstehung wider und könnten als Biomarker zur Früherkennung verwendet werden?
  4. Welche Parameter der Kipppunktüberschreitung könnten als Zielstrukturen dienen, die die Entwicklung von HCC verhindern oder signifikant verzögern?

Programm- und Datenmanagement

Wesentliches Ziel der Programmdirektion und des Programmmanagements ist es, eine netzwerkübergreifende konsortiale Zusammenarbeit zu ermöglichen und zu unterstützen und Synergien zu vermitteln, damit die Meilensteine der einzelnen Netzwerke und des gesamten Konsortiums erfolgreich erreicht werden können. Ein vertrauensvoller Datenaustausch, der den datenschutzrechtlichen Bestimmungen entspricht und durch ein zentrales, übergeordnetes Datenmanagementsystem ermöglicht und organisiert wird, ist unabdingbar.

Die Datenachritektur verwendet folgende Systeme: FAIRDOM SEEK für den Austausch wissenschaftlicher Daten und Publikationen, die Open Source NextCloud für den schnellen Austausch von semi-strukturierten Big Data, OMERO foder den Austausch von Bilddaten, openBIS für den labornahen Austausch von Daten und Metadaten und REDCap für Patientendaten.

Nachrichten / Veranstaltungen

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TMF-Jahreskongress Köln


Medizin der Zukunft - Wohin führen OMICS, Digitalisierung und gesellschaftlicher Wandel?

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Lebhafter Austausch am Status Seminar in Dresden


Zum jährlichen Statusseminar von LiSyM-Krebs trafen sich vom 28. bis 29. März 2023 rund 80 Mitglieder aus ganz Deutschland im Zentrum für Regenerative Therapien in Dresden (CRTD), um über ihre aktuelle Forschung und zukünftige Planung zu diskutieren.

Artikel über LiSyM-Cancer


Artikel der Pressestelle der "Nationalen Dekade gegen Krebs" zu LiSyM-Krebs.

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Young Scientists Retreat


Treffen aller jungen Wissenschaftler:innen des Konsortiums in Hofgeismar

Interview mit Programm-Direktor Beat Müllhaupt


„Lebererkrankungen spürt man oft zu spät“ - Ein Interview des BMBF mit LiSyM-Krebs Programm-Direktor Beat Müllhaupt

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