AG "Klinische Bioinformatik"

Unsere Gruppe „Klinische Bioinformatik“, die von Dr. Natalie Jäger geleitet wird und gleichzeitig Teil der DKFZ Abteilung "Pädiatrische Neuroonkologie" ist, identifiziert und klassifiziert genetische und epigenetische Veränderungen in kindlichen Tumoren mit computergestützten Methoden. Dadurch lassen sich personalisierte molekulare Tumorprofile erstellen, die es den behandelnden Ärzten ermöglichen, einen maßgeschneiderten Therapieansatz für jeden Patienten zu erstellen.

Außerdem befassen wir uns mit der bioinformatischen Methodenentwicklung für eine optimierte Diagnose und Prognose von Tumorerkrankungen, basierend auf molekularen Daten aus der Hochdurchsatzsequenzierung, sowie mit der Analyse möglicher Mechanismen der Tumorentstehung.

Bei der genetischen und epigenetischen Analyse entstehen enorme Datenmengen

Die molekularen Daten, mit denen wir arbeiten, basieren hauptsächlich auf Hochdurchsatzsequenzierung und umfassen (I) die genomweite DNA-Sequenzierung, mit deren Hilfe wir kleinere Mutationen sowie strukturelle Varianten wie beispielsweise Translokationen identifizieren und (II) die RNA-Sequenzierung, mit der wir Veränderungen in der Genexpression und Genfusionen feststellen können. Epigenetische Veränderungen wie aberrante DNA-Methylierung des Tumors analysieren wir anhand genomweiter Bisulfit-Sequenzierung sowie Methylierungs-Arrays. Zudem untersuchen wir verschiedene Histonmodifikationen mittels ChIP-Sequenzierung, da diese eine wichtige Rolle bei der Regulation der Gen-Aktivität spielen und häufig fehlerhaft in Krebszellen vorliegen.

Um die enorme Menge an molekularbiologischen Daten interpretieren, integrieren und visualisieren zu können, nutzen wir modernste computergestützte Methoden – mit dem Ziel, die genetische und epigenetische Vielfalt von Krebs im Kindesalter umfassend zu verstehen und eine präzise molekulare Diagnose und personalisierte Therapie zu ermöglichen.


Forschungsschwerpunkte

Mit unseren Analysen unterstützen wir maßgeblich das INFORM Programm, ein internationales Projekt, in dem personalisierte molekulare Tumorprofile bei Kindern mit wiederauftretendem oder refraktärem Tumor erstellt werden. Durch die Analyse der Tumordaten identifizieren wir genetische Veränderungen, die potenzielle Zielstrukturen für ein bestimmtes Medikament darstellen und den behandelnden Ärzten helfen können, maßgeschneiderte Therapien für den jeweiligen Patienten zu finden.

 

Im Rahmen einer europaweiten Initiative (ITCCP4), die das Ziel hat, eine präklinische Plattform für solide pädiatrische Krebstypen zu entwickeln, ist unsere Gruppe an der bioinformatischen Auswertung und Forschung beteiligt. Um die therapeutische Wirksamkeit in vivo besser vorherzusagen, werden aus Patientenmaterial abgeleitete Xenograft-Modelle, Organoide sowie Mausmodelle für präklinische Tests entwickelt und verwendet. Anhand von molekularen Daten basierend auf Hochdurchsatzsequenzierung erstellen wir molekulare Profile und Vergleiche der (epi-)genetischen Veränderungen von Patientenmaterial und den verschiedenen Modellen. Wir sind unter anderem daran interessiert, die molekularen Mechanismen und Biomarker aufzudecken, die das Ansprechen auf eine Therapie ermöglichen. Weiterhin beschäftigen wir uns mit der Frage, wie sich Tumorzellen an eine Therapie adaptieren können und dadurch resistent werden.

Mitarbeiter

  • Dr. Natalie Jäger (Gruppenleiterin)
  • Dr. Prakash Balasubramanian, PhD (Senior Scientist)
  • Rolf Kabbe (IT-Koordinator & Cluster Admin)
  • Dr. Martin Sill (Biostatistiker)
  • Dr. Konstantin Okonechnikov, PhD (PostDoc)
  • Tanvi Sharma (Naturwiss. Doktorandin)
  • Venu Thatikonda (Naturwiss. Doktorand)
  • Pengbo Sun (Naturwiss. Doktorand)

Alumni

  • Mischan Vali Pour-Jamnani (Master Student)

Dr. Natalie Jäger

Gruppenleiterin "Klinische Bioinformatik"

Hopp-Kindertumorzentrum am NCT Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg

 

Ausgewählte Publikationen

1. Kool M, Jones DT, Jäger N, Northcott PA, Pugh TJ, Hovestadt V, Piro RM, Esparza LA, Markant SL, Remke M, Milde T, Bourdeaut F, Ryzhova M, Sturm D, Pfaff E, Stark S, Hutter S, Seker-Cin H, Johann P, Bender S, Schmidt C, Rausch T, Shih D, Reimand J, Sieber L, Wittmann A, Linke L, Witt H, Weber UD, Zapatka M, König R, Beroukhim R, Bergthold G, van Sluis P, Volckmann R, Koster J, Versteeg R, Schmidt S, Wolf S, Lawerenz C, Bartholomae CC, von Kalle C, Unterberg A, Herold-Mende C, Hofer S, Kulozik AE, von Deimling A, Scheurlen W, Felsberg J, Reifenberger G, Hasselblatt M, Crawford JR, Grant GA, Jabado N, Perry A, Cowdrey C, Croul S, Zadeh G, Korbel JO, Doz F, Delattre O, Bader GD, McCabe MG, Collins VP, Kieran MW, Cho YJ, Pomeroy SL, Witt O, Brors B, Taylor MD, Schüller U, Korshunov A, Eils R, Wechsler-Reya RJ, Lichter P, Pfister SM, Genome Sequencing of SHH Medulloblastoma Predicts Genotype-Related Response to Smoothened Inhibition. Cancer Cell 2014 Mar 17;25(3):393-405

2. Jäger N, Schlesner M, Jones DT, Raffel S, Mallm JP, Junge KM, Weichenhan D, Bauer T, Ishaque N, Kool M, Northcott PA, Korshunov A, Drews RM, Koster J, Versteeg R, Richter J, Hummel M, Mack SC, Taylor MD, Witt H, Swartman B, Schulte-Bockholt D, Sultan M, Yaspo ML, Lehrach H, Hutter B, Brors B, Wolf S, Plass C, Siebert R, Trumpp A, Rippe K, Lehmann I, Lichter P, Pfister SM, Eils R. Hypermutation of the inactive X chromosome is a frequent event in cancer. Cell. 2013 Oct 24;155(3):567-81

3. Jones DT*, Jäger N*, Kool M, Zichner T, Hutter B, Sultan M, Cho YJ, Pugh TJ, Hovestadt V, Stütz AM, Rausch T, Warnatz HJ, Ryzhova M, Bender S, Sturm D, Pleier S, Cin H, Pfaff E, Sieber L, Wittmann A, Remke M, Witt H, Hutter S, Tzaridis T, Weischenfeldt J, Raeder B, Avci M, Amstislavskiy V, Zapatka M, Weber UD, Wang Q, Lasitschka B, Bartholomae CC, Schmidt M, von Kalle C, Ast V, Lawerenz C, Eils J, Kabbe R, Benes V, van Sluis P, Koster J, Volckmann R, Shih D, Betts MJ, Russell RB, Coco S, Tonini GP, Schüller U, Hans V, Graf N, Kim YJ, Monoranu C, Roggendorf W, Unterberg A, Herold-Mende C, Milde T, Kulozik AE, von Deimling A, Witt O, Maass E, Rössler J, Ebinger M, Schuhmann MU, Frühwald MC, Hasselblatt M, Jabado N, Rutkowski S, von Bueren AO, Williamson D, Clifford SC, McCabe MG, Collins VP, Wolf S, Wiemann S, Lehrach H, Brors B, Scheurlen W, Felsberg J, Reifenberger G, Northcott PA, Taylor MD, Meyerson M, Pomeroy SL, Yaspo ML, Korbel JO, Korshunov A, Eils R, Pfister SM, Lichter P. Dissecting the genomic complexity underlying medulloblastoma. Nature. 2012 Aug 2;488(7409):100-5