25.09.2018
Molekulare Medizin

Epigenetik und ihr Potential für die Klinik

34. Ernst Klenk Symposium

Center for Molecular Medicine Cologne der Universität zu Köln, Foto: Uniklinik Köln
Center for Molecular Medicine Cologne der Universität zu Köln, Foto: Uniklinik Köln

Die Vorstellung der neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Epigenetik und wie diese Erkenntnisse für die Entwicklung innovativer Therapieansätze umgesetzt werden können, ist das Ziel des diesjährigen Ernst Klenk Symposiums, das vom Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC) der Universität zu Köln in Kooperation mit der Uniklinik Köln ausgerichtet wird.

Epigenetik ist seit einigen Jahren eines der aktuellsten Felder in der biomedizinischen Forschung. Unter dem Begriff Epigenetik werden alle biochemischen Veränderungen der DNA und daran gebundener Proteine sowie die räumliche Anordnung der DNA im Zellkern zusammengefasst, die die Genaktivität beeinflussen ohne dabei den genetischen Code der DNA zu verändern. Zusammengefasst reguliert die Epigenetik alles jenseits der Genetik.

34. Ernst Klenk Symposium

Termin:
04. - 06. Oktober 2018

Ort:
MTI-Hörsaalgebäude (44b), Zugang nur über die Joseph-Stelzmann Str. 26, 50931 Köln

Eintritt:
Online-Registrierung erforderlich

Epigenetische Strukturen steuern zelluläre Funktionen, die bestimmen wie und wann bestimmte Gene ein- und ausgeschaltet werden. Sie können sowohl über Generationen hinweg vererbt, als auch durch externe Einflüsse moduliert werden. Damit ergänzt die Epigenetik die bisherige Vorstellung der genetischen Vererbung.

Durch epigenetische Markierungen unterscheiden sich beispielsweise Nerven-, Haut- oder Muskelzellen. Verlieren jedoch gesunde Zellen diese epigenetische Markierung, auch als Epigenom bezeichnet, teilweise oder ganz, kann dies zu einer fehlgesteuerten Zelle führen und die Einbindung in das zelluläre Gesamtsystem kann verloren gehen. Bei Tumoren beispielsweise sind epigenetische Mechanismen massiv gestört, wodurch Gene zur falschen Zeit in der falschen Zelle aktiv sind oder abgeschaltet werden. Sie entarten zur Krebszelle und beginnen sich unkontrolliert zu teilen. Insgesamt beeinflussen die epigenetischen Veränderungen, auf welche Weise die zwei Meter langen DNA-Fäden in die mikroskopisch kleinen Zellkerne gepackt werden. Die Zugänglichkeit von DNA-Sequenzen, ein Resultat der Verpackungsart, kann entscheidend dafür sein, welche Gene ab- und angeschaltet werden. Dies bedeutet, dass Modifikationen der DNA, der sie umgebenen Proteine oder die Organisation der dreidimensionalen Struktur der DNA entscheidend an der Expression von Genen beteiligt sind.

Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine Deregulierung dieser Ereignisse bei der Entstehung von Krankheiten beteiligt ist. So stellt beispielsweise ein verändertes genomisches DNA-Methylierungsmuster eines der frühsten und häufigsten Ereignisse in der Entstehung von Krebs und anderen Krankheiten dar. Eine strenge Kontrolle der entscheidenden Mechanismen gewährleistet eine reibungslose und genaue Zellhomöostase. Zudem hat sich im Laufe der Entwicklung die Interaktion zwischen Umwelt und Mensch so weit optimiert, dass Umweltfaktoren über epigenetische Regulationsmechanismen Einfluss auf das Genexpressionsmuster in Zellen nehmen können. Epigenetisch veränderte Strukturen der DNA beeinflussen somit das phänotypische Erscheinungsbild des Erbguts, indem sie dem genetischen Code eine weitere Komplexitätsstufe hinzufügen. 

Zahlreiche Fragen bezüglich der Ursachen und Folgen epigenetischer Regulierungen bei gesunden Zellen und Krankheitsbildern sowohl bei komplexen Erkrankungen wie bei Krebs oder rheumatischen Erkrankungen, aber auch bei seltenen monogenen Erkrankungen, machen das Gebiet der Epigenetik zu einem der interessantesten, vielfältigsten und sich am schnellsten entwickelnden wissenschaftlichen Gebiete. Störungen können zu Abweichungen von normalen physiologischen Prozessen und zu systemischen oder chronischen Erkrankungen führen.

Erste Medikamente, die spezifisch auf das Epigenom zielen, sind bereits für die klinische Anwendung zugelassen worden, wie beispielsweise ein Wirkstoff zur Behandlung des myelodysplastischen Syndroms (MDS). Bei Patienten mit MDS konnte eine fehlerhafte Methylierung in Genpromotoren nachgewiesen werden, was zum Abschalten von Genen führt und somit ihre weitere Differenzierung stört.

Derzeit befinden sich zahlreiche weitere Wirkstoffe für die „epigenetische Therapie“ insbesondere für Krebserkrankungen in klinischen Studien. Hier gilt es die Bypass-Effekte auszuloten, die aufgrund des breiten Wirkungsspektrums auftreten können. Die weitere interdisziplinäre Erforschung der epigenetischen Mechanismen, die fast alle biochemischen und klinischen Disziplinen umfasst, wird die Entwicklung der translationalen Epigenetik weiter vorantreiben. 

Prof. Dr. Yang Shi (Bosten, US) und Prof. Dr. Roland Schüle (Freiburg, DE) sind beide Pioniere in der Epigenetikforschung und halten als externe Organisatoren des Symposiums die beiden Hauptvorträge des Ernst Klenk Symposiums. Gemeinsam mit den Kölnern Wissenschaftlern Univ.-Prof. Dr. Dr. Michal-Ruth Schweiger und Univ.-Prof. Dr. Reinhard Büttner ist es gelungen, international ausgewiesene Experten einzuladen.

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