Zentrales Labor für Epigenetik im ITZ

Translationen epigenetischer Forschungsergebnisse in die medizinische Anwendung

Die Epigenetik umfasst Mechanismen der Genregulation, die von fundamentaler Bedeutung für die Ausprägung und die Funktionen jeder einzelnen Zelle unseres Organismus sind. Zu ihnen gehören u.a. die DNA Methylierung und die Histon-Modifikationen.

Prof. Conrad Hal Waddington, ein britischer Entwicklungsbiologe und Genetiker, gilt als „Vater“ der Epigenetik. Von ihm wurden bereits Mitte des vergangenen Jahrhunderts Modelle vorgestellt, die uns heute noch dabei behilflich sind epigenetische Prozesse besser zu verstehen. Hierzu zählt beispielsweise die hochdynamische und komplexe erste Phase der Ontogenese. In dieser entsteht trotz einer gleichen genetischen Ausstattung der Zellen, aus einer Zygote innerhalb kürzester Zeit ein Embryo, welcher ca. 220 differenzierte Zelltypen mit unterschiedlichen Funktionen aufweist.

Im Einklang mit Waddington´s Vorstellungen ist heute deutliche Evidenz dafür akkumuliert, dass epigenetische Mechanismen eine vermittelnde Rolle, zwischen den ständig variierenden äußeren Einflüssen, die auf eine Zelle einwirken und der Adaptation ihrer Genregulation, spielen.

Die aktuelle epigenetische Forschung ist zweifellos von zentraler Bedeutung für unser Verständnis in den wichtigen Forschungsfeldern der Stammzell-, Tumor- und Altersforschung. Sie sollte interdisziplinär (Kliniker, Molekularbiologen, Bioinformatiker) aufgestellt sein, um den angestrebten Erkenntnisgewinn zu erzielen.

Unser Team greift hierbei auf eine 19-jährige Erfahrung in den epigenetischen Methoden zurück und verfolgt in Zusammenarbeit mit Kliniken und Instituten aus der Schweiz, Niederlanden, Spanien, Saudi Arabien, Ägypten und den USA den Erkenntnisgewinn auf den genannten Forschungsfeldern.

Hierbei liegen insbesondere die epigenetische Transdifferenzierung von Stammzellen und die Nutzung epigenetischer Signaturen für die Tumordiagnostik (Prostata, Harnblase) in unserem Forschungsfokus. Malaria, Parkinson und das Melanom sind weitere wichtige Kollaborationsprojekte.

In Zukunft erwartet uns eine drastische Zunahme der Bedeutung der Epigenetik für die personalisierte Medizin.

Denn jedes Medikament könnte eine epigenetische Signatur im Individuum bewirken, die Rückschlüsse auf die zu erwartende Wirkung zulässt.