LiSyM-Cancer Schulprojekt: Leberkrebs interdisziplinär erforschen

Wie wird aus einer Patientenprobe ein Forschungsergebnis? Und welche unterschiedlichen Disziplinen sind notwendig, um Leberkrebs umfassend zu erforschen? Diesen und weiteren Fragen gingen 16 Schüler:innen der Jahrgangsstufe 13 der Tilemannschule Limburg am 17. und 18. August im Rahmen zweier Projekttage in Heidelberg nach. Das abwechslungsreiche Programm verband klinische Einblicke mit praktischen Erfahrungen im Labor und in der Bioinformatik und machte damit den Weg von der Diagnose bis zur Datenanalyse unmittelbar erlebbar.

Nach der Ankunft und dem Empfang durch die Programm-Managerinnen des LiSyM-Cancer Forschungsnetzwerks Elisa Brost und Dr. Susan Eckerle erhielten die Schüler:innen, die von ihren Lehrkräften Pauline Franz und Marlon Grasse begleitet wurden, eine theoretische Einführung in die umfangreichen Aufgaben der Leber, Leberkrebs, die Forschungsansätze des LiSyM-Cancer-Netzwerks und die geplanten Labortechniken. Nach einem gemeinsamen Mittagessen in der Studierendenmensa begann die Arbeit in Kleingruppen in verschiedenen Arbeitsgruppen des Netzwerks am Standort Heidelberg.

Von der Klinik ins Labor

Zwei Gruppen führte der Weg zunächst in die Räume unser Partner:innen der Klinik für Allgemein, Viszeral- und Transplantationschirurgie in der Chirurgischen Klinik des Universitätsklinikum Heidelbergs. Dort erhielten die Schüler:innen Einblicke in den klinischen Alltag und konnten in Gesprächen mit den Ärzt:innen erfahren, wie Patient:innen betreut und medizinische Entscheidungen getroffen werden. Ein besonderer Höhepunkt war die Möglichkeit, eine laufende Operation zu beobachten und damit einen unmittelbaren Eindruck der modernen Behandlungsmethoden zu gewinnen. Im Skills Lab konnten die Schüler:innen selbst aktiv werden und erhielten Einblick in minimalinvasive chirurgische Verfahren durch praktische Übungen mit laparoskopischen Instrumenten – unter anderem das gezielte Greifen und Bewegen von Bauklötzen. Die ungewohnte Herausforderung vermittelte auf anschauliche Weise, wie viel Präzision und Koordination hier erforderlich sind. Bei den Teams der SMART-NAFLD-Partnerinnen Prof. Ursula Klingmüller und Prof. Almut Schulze im Deutschen Krebsforschungszentrum bekamen die Schüler:innen Einblicke in die Zellkultur sowie in verschiedene molekularbiologische und biochemische Methoden und lernten dabei die Verbindung zwischen klinischer Behandlung und laborbasierter, wissenschaftlicher Forschung kennen. Ein besonderer Fokus lag auf den molekularen Mechanismen der Leberregeneration und der Entstehung von Fettlebererkrankungen. Dabei wurde vermittelt, wie Signalwege sowie die Speicherung von Fettsäuren zur Regulation von Zellfunktionen beitragen und bei einer Überaktivierung mit der Entstehung von Lebererkrankungen und Leberkrebs in Verbindung stehen können. Im Labor konnten die Schüler:innen verschiedene Methoden der Proteinbiochemie selbst ausführen. Eine Laborstation beschäftigte sich dabei mit der Proteinkonzentrationsbestimmung über den sogenannten BCA-Assay und anschließendem Immunoblotting, eine weitere Laborstation beschäftigte sich mit sogenannten Lipid Droplets, also der Anreicherung von z.B. Fettsäuren in der Zelle. Anhand einer qPCR wurde demonstriert, wie sich die Aktivität bestimmter Gene untersuchen lässt. Einblicke in die Zellkultur ergänzten die praktischen Stationen. Darüber hinaus wurden die Methode und das Gerät der Massenspektrometrie als Technologien moderner biomedizinischer Forschung vorgestellt.

Von der Patientenprobe zu den Daten

Den nächsten Schritt bildete der Einblick in die Bioinformatik und Datenanalyse. Mit einer Computerübung veranschaulichten Sebastian Kaletta, Doktorand am Institut für Medizininformatik und Dr. Christina Schmidt, Postdoc am Institut für Computational Biomedicine den Schüler:innen, wie unterschiedliche Arten biologischer und medizinischer Daten zusammengeführt und in einer gemeinsamen Datenbank strukturiert werden können. Dabei wurde deutlich, dass moderne Krebsforschung längst nicht mehr allein im Labor stattfindet: Erst durch die Kombination verschiedener Datenquellen lassen sich komplexe biologische Zusammenhänge umfassend analysieren und visualisieren.

Die verschiedenen Stationen folgten dem Weg, den eine Patientenprobe in der modernen Forschung nehmen kann: von der klinischen Diagnose über die Gewinnung und Untersuchung biologischer Proben bis hin zu molekularbiologischen Daten und deren computergestützter Auswertung.

Meet the Scientist: Forschung als Berufsperspektive

Mit einem „Meet the Scientist“-Format, für das Studierende aus unterschiedlichen Fachrichtungen den Schüler:innen für Fragen rund um Studium, wissenschaftliche Karriere und Berufswege in der Forschung Rede und Antwort standen, sollten praktische Fragen adressierte werden: Welche Studienmöglichkeiten (im medizinischen Bereich) gibt es? Wie lässt sich ein Studium finanzieren? Welche Erfahrungen helfen auf dem eigenen Weg weiter? Das Format sollte Hemmschwellen gegenüber einem Studium abbauen und zeigen, dass wissenschaftliche Laufbahnen nicht von Beginn an vollständig vorgezeichnet sein müssen. Durch die Verbindung von Klinik, Labor, Bioinformatik und persönlichem Austausch entstand ein umfassender Einblick in die moderne Leberkrebsforschung. Die Schüler:innen erlebten nicht nur einzelne Methoden und Forschungsbereiche, sondern konnten nachvollziehen, wie diese ineinandergreifen und gemeinsam dazu beitragen, Krankheiten besser zu verstehen und neue Ansätze für Diagnostik und Therapie zu entwickeln. Das zweitägige Schulprojekt zeigte damit eindrucksvoll, wie vielseitig und interdisziplinär moderne Krebsforschung ist – und wie viele unterschiedliche Wege in die Wissenschaft führen können.

Ein besonderer Dank gilt allen beteiligten Personen nachfolgender Einrichtungen und den Meet the Scientist Studierenden, die mit ihrem Engagement, ihrer Zeit und ihrer Expertise zum Gelingen des Schulprojekts beigetragen haben. Ein herzlicher Dank geht außerdem an alle Personen, die die einzelnen Stationen gestaltet und den Schüler:innen einen so unmittelbaren Einblick in ihren Arbeitsalltag ermöglicht haben.

Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg:

• Personalabteilung
• Klingmüller Labor
• Schulze Labor

Universitätsklinikum Heidelberg:

• Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie der Chirurgischen Klinik
• Institut für medizinische Informatik
• Institut für Computational Biomedicine

Das LiSyM-Cancer Forschungsnetzwerk und das Schulprojekt werden vom BMFTR gefördert.

Bilder: Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie (UKHD), Elisa Brost, Dr. Susan Eckerle and Tilemannschule Limburg