Forschung verstehen · Wissen zugänglich machen
Ich möchte Erkenntnisse aus der universitären Epigenetikforschung verständlich vermitteln und möglichst vielen Menschen zugänglich machen – für ein besseres Verständnis ihrer Gesundheit und neue Perspektiven auf ein langes Leben in guter Lebensqualität. Zugleich arbeite ich daran, diese Erkenntnisse in medizinische Anwendungen zu überführen, die Patienten und behandelnde Ärzte unterstützen.
Über mich
Als Erstes gilt mein Dank der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, meiner Alma Mater. Sie gab mir die Möglichkeit, hier zu studieren, zu forschen und zu lehren.
Seit April 1997 forsche ich am Universitätsklinikum Düsseldorf auf dem Gebiet der vergleichsweise jungen Disziplin der Epigenetik.
Als Direktor leite ich das „Epigenetics Laboratory for Human Health and Longevity“ am Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika der Medizinischen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.
Mehr über michWie nutzen unsere Zellen ihre Gene – und welche Rolle spielt unsere Umwelt? Acht Fragen bieten einen verständlichen Einstieg.
Forschung und Wissen
Ich möchte Erkenntnisse der Epigenetik möglichst vielen Menschen verständlich zugänglich machen. Die Brücke zwischen unserer Umwelt und der Regulation unserer Gene besser zu verstehen, kann neue Perspektiven für Gesundheit und ein langes Leben in guter Lebensqualität eröffnen.
Mehr erfahrenIch erforsche, wie epigenetische Regulation und Veränderungen des Erbguts zur Evolution des Menschen beitragen. Diese Zusammenhänge möchte ich verständlich vermitteln, denn unsere evolutionäre Geschichte hilft uns, unsere heutige Existenz besser zu verstehen.
Mehr erfahrenIch entwickle epigenetische Biomarker, die Patienten und Ärzte bei der Früherkennung und Einschätzung von Krebs unterstützen sollen. Die Plattformtechnologie hat das Potenzial für einen Einsatz bei unterschiedlichen Krebsarten und für eine fortlaufende Überwachung individueller Risiken.
Mehr erfahrenMeine Forschung heute
Ich untersuche charakteristische Methylierungsmuster am hTERT-Gen als epigenetisches Malignitätssignal. Ziel ist eine breit einsetzbare Plattformtechnologie für die frühe Erkennung, die Einschätzung des Krankheitsverlaufs und die Nachsorge.
Das Forschungsprojekt kennenlernenDiese Seite richtet sich an alle, die Epigenetik und ihre Bedeutung für das Leben besser verstehen möchten. Zugleich möchte ich den Austausch mit Wissenschaftlern, Patienten, klinischen Partnern und Unternehmen fördern.
03 / KREBSMEDIZIN
Ich entwickle epigenetische Biomarker zur Früherkennung, Diagnose, Prognose und Verlaufskontrolle von Krebserkrankungen. Dahinter steht eine Plattformtechnologie mit dem Potenzial für einen Einsatz bei unterschiedlichen Krebsarten. Dazu zählen Prostata-, Harnblasen-, Brust-, Bauchspeicheldrüsen-, Schilddrüsen-, Leber-, Lungen-, Dickdarm- und Hautkrebs sowie bestimmte Hirntumoren und bösartige Erkrankungen des blutbildenden Systems. Grundlage ist ein gemeinsamer methodischer Ansatz, der an die jeweilige Krebsart angepasst werden kann. Im Mittelpunkt stehen zunächst das Prostata- und das Harnblasenkarzinom.
Umgekehrt eröffnet die moderne Epigenetik die Perspektive, den aktuellen Gesundheitszustand und die Anfälligkeit für bösartige Erkrankungen durch regelmäßige Untersuchungen fortlaufend zu überwachen. Ziel ist es, Patienten und behandelnde Ärzte bei der Prävention, der Einschätzung individueller Risiken und bei medizinischen Entscheidungen zu unterstützen.
01 / GESUNDES ALTERN
Die moderne Epigenetik eröffnet eine neue und bedeutende Perspektive auf die Verbindung zwischen unseren Lebensbedingungen und unserer Gesundheit. Ernährung, Bewegung, körperliche und seelische Belastungen, Wohn- und Arbeitsbedingungen, Schadstoffe und Medikamente können die epigenetische Regulation unserer Gene beeinflussen. Unsere Zellen nutzen ihre genetische Information somit unter dem fortwährenden Einfluss der Bedingungen, unter denen wir leben.
Diese Verbindung ist für die Medizin von grundlegender Bedeutung. Umfangreiche wissenschaftliche Befunde liefern Evidenz dafür, dass epigenetische Fehlregulationen an der Entstehung und Entwicklung zahlreicher Erkrankungen beteiligt sind. Dazu gehören zahlreiche Krebserkrankungen, Typ-2-Diabetes und weitere Stoffwechselerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen sowie bestimmte neurologische Entwicklungsstörungen. Auch bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson finden sich charakteristische epigenetische Veränderungen, die zur Krankheitsentstehung beitragen. Epigenetische Veränderungen können die Krankheitsanfälligkeit erhöhen und Prozesse beeinflussen, durch die Erkrankungen entstehen oder fortschreiten.
Um solche Fehlregulationen zu verstehen, müssen wir zunächst wissen, wie eine gesunde epigenetische Regulation aussieht. Moderne epigenetische Methoden eröffnen hierfür entscheidende Möglichkeiten: Sie erlauben es, charakteristische Muster gesunder Zellen und Gewebe detailliert zu erfassen und Veränderungen mit geeigneten Verfahren sensitiv und zuverlässig nachzuweisen. Das „gesunde Epigenom“ ist dabei kein einheitliches Muster für den gesamten Menschen. Immunzellen, Zellen der Blutbildung, Leber-, Muskel- und Nervenzellen besitzen jeweils eigene epigenetische Programme, die ihre Identität und Funktion ermöglichen.
Ein erster Schritt besteht darin, diese gesunden epigenetischen Referenzmuster für sämtliche Zelltypen und Körperkompartimente möglichst vollständig zu entschlüsseln. Darauf aufbauend können wir zunehmend genauer feststellen, welcher Umwelteinfluss welche epigenetischen Veränderungen hervorruft, welche davon eine sinnvolle Anpassung darstellen und welche unsere Gesundheit gefährden. So entsteht die Grundlage, Lebensbedingungen gezielter zu gestalten und die Auswirkungen solcher Veränderungen molekular zu verfolgen.
Gerade hier besitzt der Mensch eine besondere Gestaltungsmöglichkeit: Wir können unsere Umwelt und unsere Lebensbedingungen in außergewöhnlich weitreichendem Maße selbst verändern. Je besser wir ihre Wirkung auf die Genregulation verstehen, desto fundierter können wir diese Fähigkeit nutzen, um gesundheitsfördernde Bedingungen zu schaffen.
Dabei kommt uns eine wesentliche Eigenschaft epigenetischer Regulation entgegen: Epigenetische Veränderungen sind grundsätzlich reversibel. Markierungen können aufgebaut, verändert und wieder entfernt werden. Eine solche Rückbildung kann allmählich erfolgen und Zeit benötigen; ihr Ausmaß und ihr Verlauf hängen unter anderem vom Zelltyp, vom jeweiligen Mechanismus sowie von der Art und Dauer des einwirkenden Einflusses ab. Wenn wir die Ursachen einer Fehlregulation erkennen und beeinflussen können, eröffnet sich damit die Möglichkeit, eine gesunde Regulation wiederherzustellen oder zu erhalten.
Für mich liegt darin ein wichtiger nächster Schritt: unsere Fähigkeit, Lebensbedingungen zu gestalten, mit einem immer präziseren Verständnis ihrer biologischen Wirkungen zu verbinden. Deshalb möchte ich Erkenntnisse aus der Epigenetikforschung möglichst vielen Menschen verständlich zugänglich machen. Dieses Wissen kann unseren Handlungsspielraum erweitern und uns helfen, Gesundheit und Lebensqualität bewusster mitzugestalten – innerhalb unserer biologischen, persönlichen und gesellschaftlichen Möglichkeiten. So können wir unser gesundheitliches Schicksal zunehmend selbst mitbestimmen und sind dem, was auf uns zukommt, weniger ohnmächtig und fremdbestimmt ausgesetzt – im Sinne von „Masters of our fate“.
02 / EVOLUTION
Ich untersuche die Rolle epigenetischer Mechanismen in der Evolution des Menschen. Dabei interessiert mich besonders, welche neuen Erklärungsansätze die Epigenetik dafür bietet, wie unsere Entwicklung und unsere Existenz in enger Wechselwirkung mit der Umwelt gestaltet werden. Für mich eröffnet die Epigenetik hier eine neue Perspektive: Sie hilft uns, unsere epigenetische Genregulation, unsere Umwelt und unser Dasein als miteinander verflochtene Teile eines zusammenhängenden Ganzen besser zu verstehen.
Unsere Entwicklung lässt sich auf zwei miteinander verbundenen Ebenen betrachten: der individuellen Entwicklung im Laufe eines Lebens und der evolutionären Entwicklung über viele Generationen. Für jeden Einzelnen steht naturgemäß das eigene Leben im Mittelpunkt. Um unsere Existenz und ihre fortwährende Wechselwirkung mit sich verändernden Lebensbedingungen umfassender zu verstehen, gehört jedoch auch das Verständnis unserer evolutionären Geschichte dazu.
Daher arbeite ich daran, zu verstehen, wie epigenetische Regulation, Veränderungen des Erbguts und Umwelteinflüsse über evolutionäre Zeiträume zusammenwirken und welchen Beitrag sie zur Entwicklung des Menschen leisten. Auch diese Zusammenhänge möchte ich möglichst vielen Menschen verständlich vermitteln. Denn wir tragen diese Geschichte in uns: Unsere heutige biologische Gestalt und unsere Entwicklungsmöglichkeiten sind durch diese Geschichte geprägt – und die Evolution geht weiter.
Forschung · Motivation · Wissenschaftlicher Weg
Die moderne Epigenetik ist eine vergleichsweise junge Forschungsrichtung der Biologie, die sich dynamisch entwickelt. Ihre bisherigen Erkenntnisse zeigen das Potenzial, unser Verständnis der Biologie und die Möglichkeiten der Medizin grundlegend zu verändern. Sie eröffnen neue Perspektiven, die eigene Gesundheit besser zu verstehen und ein möglichst langes Leben in guter Lebensqualität zu fördern.
Doch ihre molekularen Mechanismen und die Methoden ihrer Erforschung erscheinen vielen Menschen abstrakt und schwer verständlich. Dadurch bleibt ihnen der Zugang zu diesem Wissen häufig erschwert. Hier setzt mein Anliegen an: Ich möchte die neuesten Erkenntnisse aus der Epigenetik transparent und verständlich vermitteln, damit sie möglichst viele Menschen erreichen und diese davon profitieren können.
Ich habe Biologie mit dem Schwerpunkt Genetik studiert. In meiner wissenschaftlichen Arbeit auf dem Gebiet der Epigenetik rückten zunehmend mehrere weiterführende Fragen in den Mittelpunkt: Wie entsteht aus einer einzigen befruchteten Eizelle ein komplexer Organismus? In welcher Form enthält die Zygote bereits die spezifische Information für die spätere Gestalt des intendierten Organismus? Wie wird diese Information während der Entwicklung so genutzt und reguliert, dass unterschiedliche Zelltypen, Gewebe und Organe zur richtigen Zeit und am richtigen Ort entstehen? Und wie hat die Umwelt diese Entwicklungsprogramme im Laufe der Evolution mitgeprägt – und wie beeinflusst sie bis heute sowohl ihre Umsetzung während der individuellen Entwicklung als auch ihre evolutionäre Weiterentwicklung?
Besonders eindrücklich werden diese Fragen beim Vergleich des Menschen mit seinen nächsten lebenden Verwandten, den Schimpansen. Die evolutionären Linien von Mensch und Schimpanse trennten sich schätzungsweise vor etwa sechs bis acht Millionen Jahren. In den unmittelbar vergleichbaren DNA-Abschnitten stimmen unsere Erbgutsequenzen zu nahezu 99 Prozent überein. Eine grundlegende Genomvergleichsstudie zeigte bereits 2005, wie ähnlich sich die Proteine von Mensch und Schimpanse sind: Rund 29 Prozent der untersuchten orthologen Proteine – also der einander entsprechenden Proteine beider Arten mit gemeinsamem evolutionärem Ursprung – besitzen eine vollständig identische Aminosäuresequenz. Typischerweise unterscheiden sich die verglichenen Proteine lediglich durch zwei Aminosäureaustausche, wobei seit der Aufspaltung vom gemeinsamen Vorfahren jeweils einer auf die menschliche und einer auf die Schimpansenlinie entfällt. Dennoch unterscheiden wir uns deutlich in Körperbau, Entwicklung und Fähigkeiten. Wie tragen Unterschiede im Erbgut und in seiner epigenetischen Regulation dazu bei, dass aus einer menschlichen Zygote ein Mensch und aus einer Schimpansenzygote ein Schimpanse entsteht?
Mich interessiert besonders, wie erbliche Information, epigenetische Regulation und Umweltsignale zusammenwirken: Wie ermöglichen sie eine zuverlässige, artspezifische Entwicklung und zugleich die Anpassung an unterschiedliche Lebensbedingungen? Wie haben sich diese Fähigkeiten im Laufe der Evolution herausgebildet?
Diese Fragen haben eine lange Geschichte. Bereits Aristoteles (384–322 v. Chr.) beschrieb die schrittweise Entstehung eines Lebewesens während seiner embryonalen Entwicklung. William Harvey (1578–1657) und Caspar Friedrich Wolff (1734–1794) untersuchten später ebenfalls, wie Organe nacheinander entstehen, statt lediglich als bereits vorgebildete Miniatur zu wachsen.
Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829) betonte die Bedeutung der Umwelt und nahm an, dass erworbene Veränderungen vererbt werden könnten. Charles Darwin (1809–1882) erklärte evolutionäre Anpassung durch natürliche Selektion, die auf erbliche Unterschiede zwischen Organismen wirkt. Die molekularen Mechanismen, die Erbinformation, Umwelt und Entwicklung miteinander verbinden, waren damals jedoch noch unbekannt.
Eine entscheidende Perspektive eröffnete Conrad Hal Waddington (1905–1975). Er rückte die Entwicklungsprozesse zwischen Erbgut und sichtbarer Gestalt eines Organismus in den Mittelpunkt: Wie entsteht aus genetischen Voraussetzungen unter dem Einfluss der Umwelt ein bestimmter Entwicklungsverlauf? Seine „epigenetische Landschaft“ veranschaulicht dieses Zusammenspiel als ein System verzweigter Täler. Wie in der Abbildung am Ende dieses Abschnitts dargestellt, steht die Kugel für eine sich entwickelnde Zelle; die unterschiedlichen Wege führen beispielhaft zu Nerven-, Muskel-, Leber- oder Blutzellen. Die Landschaft selbst versinnbildlicht das Zusammenwirken von Genen und regulatorischen Prozessen, das bestimmte Entwicklungswege ermöglicht und stabilisiert.
Die Stabilität solcher Entwicklungswege bezeichnete Waddington als „Kanalisierung“: Trotz gewisser genetischer Unterschiede oder wechselnder Umweltbedingungen kann die Entwicklung zu einem verlässlichen Ergebnis gelangen. Zugleich bleibt das Entwicklungssystem beeinflussbar. Die heutige molekulare Epigenetik macht wesentliche Mechanismen dieser Verbindung zugänglich: DNA-Methylierung und weitere epigenetische Mechanismen tragen dazu bei, welche Gene eine Zelle nutzen kann und wie sie ihre Identität bewahrt. Umwelteinflüsse können auf diese Regulation einwirken und dadurch Entwicklungsverläufe verändern.
Die Landschaft beschreibt zunächst die Entwicklung innerhalb eines Organismus. Waddington fragte darüber hinaus, wie sich die Form dieser Landschaft selbst über Generationen verändern kann. Er untersuchte, wie eine zunächst umweltbedingt hervorgerufene Eigenschaft evolutionär verankert werden kann. In Experimenten mit Fruchtfliegen löste ein Hitzereiz Veränderungen der Flügeladerung aus. Durch gezielte Selektion über mehrere Generationen entstanden Linien, in denen diese Veränderungen schließlich auch ohne den ursprünglichen Hitzereiz auftraten. Diesen Vorgang bezeichnete er als „genetische Assimilation“: Eine zunächst vom Umweltreiz abhängige Entwicklungsreaktion wird durch Selektion zunehmend unabhängig von diesem Reiz.
Darin liegt eine wichtige konzeptionelle Brücke zwischen Lamarcks Betonung der Umweltwirkung und Darwins Erklärung evolutionärer Veränderungen durch Selektion. Epigenetische Entwicklungsregulation hilft uns zu verstehen, wie Umweltbedingungen die Ausprägung von Eigenschaften beeinflussen können; Selektion erklärt, wie erbliche Unterschiede solcher Entwicklungsreaktionen über Generationen begünstigt werden können. Waddingtons Ansatz verbindet damit Umwelt, Entwicklung und Vererbung zu einer gemeinsamen evolutionären Fragestellung. An diese Perspektive knüpfe ich mit meinen Untersuchungen an: Wie können epigenetische Regulation und langfristige Veränderungen ihrer genetischen Grundlagen gemeinsam zur Evolution beitragen?
Die moderne Epigenetik ermöglicht es uns, wichtige Teile dieser Zusammenhänge auf molekularer Ebene zu untersuchen. Dabei beschäftigt mich besonders, wie die DNA-Sequenz die Möglichkeiten epigenetischer Regulation vorgibt und wie entsprechende Muster während der Entwicklung aufgebaut, bei Zellteilungen erhalten und im Laufe des Lebens verändert werden.
Für uns Menschen liegt darin eine besondere Chance: Wir können unsere Umwelt und unsere Lebensbedingungen in erheblichem Maße selbst mitgestalten. Wenn wir verstehen, welche Einflüsse unsere Genregulation verändern, in welchen Zeiträumen dies geschieht und wie dauerhaft diese Veränderungen sind, können daraus wissenschaftlich fundierte Möglichkeiten entstehen, über bewusst gestaltete Lebensbedingungen auf unsere Genaktivität einzuwirken. Moderne epigenetische Methoden helfen, solche Veränderungen zu messen und ihren Verlauf zu verfolgen.
Hier liegt der Kern meiner wissenschaftlichen Motivation: diese Verbindung besser zu verstehen, Erkenntnisse verständlich zu vermitteln und dazu beizutragen, dass daraus medizinische Anwendungen entstehen, die Patienten und behandelnde Ärzte unterstützen. Mein übergeordnetes Anliegen ist es, Gesundheit zu erhalten und ein möglichst langes Leben in guter Lebensqualität zu fördern.
Zum Weiterlesen: Geschichte der Epigenetik
Zum Weiterlesen: Vergleich des menschlichen und des Schimpansen-Genoms · Nature, 2005
Historische Grundlage: C. H. Waddington: The Strategy of the Genes (1957) – Originalauszug als PDF
Mein schulischer und wissenschaftlicher Weg führte mich vom Quirinus-Gymnasium in Neuss an die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Dort studierte ich Biologie mit Genetik als Hauptfach und molekularer Parasitologie als Nebenfach. Seit April 1997 arbeite ich am Universitätsklinikum Düsseldorf.
Im Mai 1985 legte ich mein Abitur am Quirinus-Gymnasium ab. Die Schule hat ein humanistisches Profil und eine lange Tradition: Ihre Wurzeln reichen bis zur 1302 erstmals erwähnten städtischen Lateinschule und zum 1616 gegründeten Jesuitengymnasium zurück. Eine der ältesten Schulen im deutschen Sprachraum.
Im April 1988 begann ich mein Biologiestudium an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Im Hauptstudium setzte ich meine Schwerpunkte auf Genetik und molekulare Parasitologie.
Nach meinem Diplom 1996 wandte ich mich der Epigenetik zu.
Seit April 1997 forsche ich am Universitätsklinikum Düsseldorf auf diesem Gebiet. In meiner Doktorarbeit untersuchte ich Veränderungen der DNA-Methylierung in urologischen Tumorzellen und die Rolle des Enzyms DNA-Methyltransferase 1 (DNMT1).
Im Juni 2000 schloss ich meine Promotion mit der Bewertung „magna cum laude“ ab. Anschließend arbeitete ich am Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika zur epigenetischen Regulation des menschlichen Immunsystems.
Meine Doktorarbeit: Untersuchung von DNA-Methylierungsveränderungen in urologischen Tumorzellen und der Rolle des Enzyms DNMT1.
Dissertation beim Verlag ansehen · Shaker, 2000Seit Januar 2008 leite ich dort das Epigenetics Laboratory for Human Health and Longevity an der Medizinischen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.
Im Juli 2012 habilitierte ich mich im Fach Molekulare Medizin und erhielt die Lehrbefugnis.
Habilitationsschrift ansehen · Epigenetische Regulation der KIR-RezeptorenIm Juli 2019 wurde ich zum außerplanmäßigen Professor ernannt.
Am 15. Juni 2022 wurde meine 25-jährige Tätigkeit an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf mit einer Ehrenurkunde gewürdigt. Ich freue mich sehr über diese langjährige Zugehörigkeit zu meiner Alma Mater und über die Möglichkeit, hier zu forschen und zu lehren.
Meine Arbeit verbindet die Erforschung grundlegender epigenetischer Mechanismen mit der Entwicklung medizinischer Anwendungen. Die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf ist meine Alma Mater und seit meinem Studium meine wissenschaftliche Heimat.
Wissenschaftlichen Lebenslauf öffnen · PDF PDF herunterladen
Die Begleitung junger Menschen auf ihrem wissenschaftlichen Weg ist mir ein besonderes Anliegen. In meiner Tätigkeit an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf habe ich Promotions-, Master- und Bachelorarbeiten betreut. Die folgende Übersicht umfasst insgesamt 25 betreute Abschlussarbeiten.
Auch Schülerinnen und Schülern möchte ich die Möglichkeit geben, Forschung unmittelbar kennenzulernen und erste praktische Erfahrungen im Labor zu sammeln. So unterstützte mein Labor drei junge Abiturienten bei ihren ersten experimentellen Schritten im Projekt „Isolation des Muschelklebstoffs“ im Rahmen von „Jugend forscht Bremen“. Während ihres vierwöchigen Aufenthalts konnten sie ihr Forschungsvorhaben praktisch voranbringen. Zwei Schülerinnen der zehnten beziehungsweise elften Klasse ermöglichte ich außerdem ein Schülerpraktikum in meinem Labor.
| Abschluss | Anzahl |
|---|---|
| Promotionen zum Dr. rer. nat. | 3 |
| Promotionen zum Dr. med. | 5 |
| Masterarbeiten | 5 |
| Bachelorarbeiten | 12 |
| Insgesamt | 25 |
Einige der Studierenden durfte ich über mehrere Qualifikationsstufen hinweg begleiten – von der Bachelor- oder Masterarbeit bis zur Promotion.
Sechs Themenbereiche geben einen Überblick über meine wissenschaftlichen Beiträge. Öffnen Sie ein Thema für Erläuterungen und Publikationen.
In meinen ersten Forschungsjahren nach der Promotion habe ich erstmals den grundlegenden epigenetischen Mechanismus entdeckt und experimentell nachgewiesen, der die zellspezifischen Aktivitätsmuster der KIR-Gene steuert: die Regulation durch DNA-Methylierung. Diese Gene codieren wichtige Rezeptoren auf natürlichen Killerzellen – einem zentralen Pfeiler der angeborenen Immunität des Menschen. Diese Immunzellen tragen wesentlich dazu bei, virusinfizierte Zellen und Tumorzellen zu erkennen und zu bekämpfen.
Unsere 2002 veröffentlichte Arbeit zeigte, dass die DNA-Methylierung entscheidend festlegt, welche KIR-Gene in einer einzelnen natürlichen Killerzelle stillgelegt bleiben und welche aktiv sein können. Damit wurde erstmals eine zentrale epigenetische Grundlage der unterschiedlichen KIR-Rezeptormuster dieser Immunzellen verständlich. Die Entdeckung eröffnet zugleich Ansatzpunkte, diese Regulation für die Weiterentwicklung von Immuntherapien gegen Virusinfektionen und Krebserkrankungen gezielt zu nutzen.
Publikation · Journal of Immunology, 2002Ein weiterer Meilenstein war die Ausarbeitung der idiolokalen Normierung, die wir 2016 als IDLN-MSP (Idiolocal Normalization of Real-Time Methylation-Specific PCR; deutsch: idiolokale Normierung der methylierungsspezifischen Echtzeit-PCR) veröffentlichten. Dieser Ansatz ermöglicht es, Veränderungen der DNA-Methylierung mittels methylierungsspezifischer PCR auch vor dem Hintergrund genetischer Aberrationen, wie sie in Tumoren vorkommen, verlässlich zu bestimmen.
Bei Krebs können einzelne DNA-Abschnitte in veränderter Kopienzahl vorliegen und dadurch Messergebnisse verfälschen. Die idiolokale Normierung nutzt eine Referenzsequenz in unmittelbarer Nähe des untersuchten Abschnitts. Wenn Ziel- und Referenzsequenz von derselben Kopienzahlveränderung betroffen sind, lassen sich dadurch solche Verzerrungen verhindern und epigenetische Veränderungen in Tumorproben zuverlässiger vergleichen.
Publikation · BioTechniques, 2016Ein weiterer Forschungsfortschritt war die Ausarbeitung des EpihTERT-Konzepts mit weitreichenden Perspektiven für die moderne Krebsdiagnostik, Prognostik und Nachsorge bei zahlreichen Krebsarten.
Entsprechende Veränderungen der DNA-Methylierung in regulatorischen Bereichen des hTERT-Gens wurden bei Prostata-, Harnblasen-, Brust-, Bauchspeicheldrüsen-, Schilddrüsen-, Leber-, Lungen-, Dickdarm- und Hautkrebs sowie bei bestimmten Hirntumoren und bösartigen Erkrankungen des blutbildenden Systems beschrieben. Dazu gehören unter anderem das papilläre Schilddrüsenkarzinom, das Leberzellkarzinom, das duktale Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse, kindliche hochgradige Gliome und Ependymome sowie Leukämien. Diese Befunde bilden die wissenschaftliche Grundlage für die Perspektive eines krebsartenübergreifenden Einsatzes von EpihTERT.
Im Mittelpunkt steht das hTERT-Gen, das die katalytische Untereinheit des Enzyms Telomerase codiert. Während hTERT in den meisten ausgereiften Körperzellen weitgehend stillgelegt ist, wird es in vielen Tumorzellen wieder aktiviert. Bei etwa 85–90 Prozent der menschlichen Krebserkrankungen lässt sich Telomeraseaktivität nachweisen. Sie ermöglicht es den Tumorzellen, ihre Chromosomenenden – die Telomere – ausreichend zu erhalten und sich dauerhaft weiterzuteilen.
An bestimmten regulatorischen Abschnitten des hTERT-Gens finden sich charakteristische, mit aggressivem Krebs assoziierte DNA-Methylierungsmuster, die sich von denen der untersuchten gesunden Vergleichsgewebe unterscheiden. Darin liegt das Potenzial für ein hochspezifisches epigenetisches Malignitätssignal.
Ein besonderer Vorteil liegt in der chemischen Beschaffenheit dieser Markierungen: Die Methylgruppen sind durch feste chemische Bindungen – sogenannte kovalente Bindungen – direkt an die DNA gekoppelt. Sie sind damit stabile Bestandteile des DNA-Moleküls und können auch auf DNA-Fragmenten erhalten bleiben, die aus Tumorzellen freigesetzt werden. Diese chemische Stabilität macht die charakteristischen Methylierungsmuster zu hervorragend geeigneten molekularen Nachweissignalen – sowohl in Gewebeproben als auch in zellfreier DNA aus Körperflüssigkeiten wie Blut oder Urin.
Mit EpihTERT verfolge ich das Ziel, diese Methylierungsmuster für die Erkennung und Einschätzung von Krebserkrankungen nutzbar zu machen. Ein erster wichtiger Schwerpunkt ist die Unterscheidung zwischen weniger bedrohlichen und aggressiven Formen des Prostata- und Blasenkarzinoms. Für den gezielten, sensitiven und schnellen Nachweis nutzen wir die idiolokal normierte methylierungsspezifische Echtzeit-PCR. Diese Normierung berücksichtigt mögliche Verzerrungen durch veränderte DNA-Kopienzahlen und schafft damit eine wichtige methodische Grundlage für eine zuverlässige quantitative Auswertung.
Publikation · Cancers, 2025 Hintergrund: hTERT, Telomerase und die dauerhafte Teilungsfähigkeit von Krebszellen · 2018Ein weiteres Anliegen meiner Forschung ist es, epigenetische Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von Krebstherapien nutzbar zu machen. Gemeinsam mit meinen Kollegen untersuche ich, wie charakteristische Veränderungen der Genregulation neue Angriffspunkte auf Krebszellen aufzeigen und medizinische Entscheidungen unterstützen könnten.
Unsere Untersuchungen zu wiederkehrenden DNA-Hypomethylierungen beim Prostatakarzinom bilden eine Grundlage dafür. Bei methylierungsbedingt stillgelegten Genen kann der Verlust der DNA-Methylierung ausreichen, um ihre Aktivierung zu ermöglichen. Codiert das betreffende Gen für ein Oberflächenprotein, kann dieses anschließend gebildet und auf der Zelloberfläche präsentiert werden. Daraus können sich Hinweise auf Oberflächenmerkmale ergeben, die als mögliche Zielstrukturen für eine gezielte Immuntherapie infrage kommen.
Diesen Ansatz haben wir für die CAR-T-Zelltherapie aufgegriffen. Dabei werden Immunzellen so verändert, dass sie ausgewählte Merkmale von Krebszellen erkennen und diese angreifen können. Unsere Arbeit beschreibt die Perspektive, durch epigenetische Untersuchungen geeignete Zielstrukturen für solide Tumoren zu identifizieren – zunächst mit Schwerpunkt auf dem Prostatakarzinom.
Parallel beschäftigen wir uns mit der Frage, wie epigenetische Marker eine fundierte Auswahl und Begleitung von Behandlungen ermöglichen könnten. Unsere Arbeiten zur hTERT-Epigenetik und zum EpihTERT-Konzept verbinden die Erkennung von Krebs mit der Einschätzung seiner biologischen Aggressivität. Beim Prostatakarzinom ist dabei besonders wichtig, behandlungsbedürftige Tumoren zuverlässiger zu erkennen und unnötige Behandlungen weniger bedrohlicher Erkrankungen zu vermeiden. Darüber hinaus untersuchen wir Perspektiven für die Prognose, die Nachsorge und eine künftig besser begründete Auswahl von Chemotherapien.
In einer weiteren Arbeit führten wir Erkenntnisse zur epigenetischen Regulation des malignen Melanoms zusammen und erörterten, wie Befunde aus anderen Krebsarten neue Forschungsansätze für seine Diagnose und Therapie eröffnen können.
Mein Ziel ist eine Krebsmedizin, die die molekularen Eigenschaften eines Tumors genauer berücksichtigt: für gezieltere Therapien, nachvollziehbare Behandlungsentscheidungen und eine bessere Unterstützung der Patienten.
Ausgewählte Publikationen:
Mit meinen drei Publikationen zur Phylo-Epigenetik habe ich einen neuen Forschungsansatz entwickelt, der eine grundlegende Frage unserer Evolution aufgreift: Wie könnten Umweltbedingungen über die epigenetische Regulation langfristig zur Veränderung unseres Erbguts und unserer Entwicklungsprogramme beitragen? Im Mittelpunkt stehen CpG-Stellen – Positionen in der DNA, an denen Methylgruppen als epigenetische Markierungen angeheftet werden können. Ihre Erhaltung oder Veränderung beeinflusst zugleich, welche Möglichkeiten epigenetischer Regulation nachfolgenden Generationen zur Verfügung stehen.
Aufbauend auf meinen Arbeiten von 2022 und 2024 untersuchte ich 2025 entsprechende Regionen der bereits früh in der Embryonalentwicklung aktiven Gene OCT4, SOX2 und hTERT bei zehn heute lebenden Primatenarten, einschließlich des Menschen, sowie beim Neandertaler und Denisova-Menschen. Dabei fanden sich charakteristische Muster stark erhaltener und veränderter CpG-Stellen, anhand derer sich wesentliche evolutionäre Verwandtschaftsverhältnisse nachvollziehen ließen. Häufige Veränderungen entsprachen dabei den bekannten Mutationswegen methylierter CpG-Stellen.
Diese Befunde bilden die Grundlage für eine weiterführende Hypothese: Umweltbedingungen, etwa die Ernährung, könnten über ihren Einfluss auf die DNA-Methylierung auch die Wahrscheinlichkeit bestimmter genetischer Veränderungen beeinflussen. Werden solche Veränderungen über die Keimbahn vererbt, können sie die Voraussetzungen der Genregulation über Generationen verändern und der natürlichen Selektion unterliegen. Der besondere Beitrag dieses Ansatzes liegt darin, eine molekular begründete Verbindung zwischen Umwelt, epigenetischer Regulation und evolutionärer Veränderung aufzuzeigen – und damit neue Wege zu eröffnen, die Entstehung und Weiterentwicklung unserer Entwicklungsprogramme zu verstehen.
Publikation · Genes, 2025Ein weiterer Schwerpunkt meiner Forschung ist die Frage, wie Veränderungen des zellulären Stoffwechsels die epigenetische Regulation und die Stabilität unseres Erbguts beeinflussen.
Gemeinsam mit meinen Kollegen beschrieben wir 2018 auffällige DNA-Methylierungsveränderungen an den Genen ODC1, AHCY und MTHFR bereits in frühen Stadien des Harnblasenkarzinoms. Diese Gene steuern wichtige Enzyme des Methylgruppen- und Polyaminstoffwechsels. Die Veränderungen gingen mit einem umfassenden Verlust von Methylierungsmarkierungen im Erbgut einher. Daraus entwickelten wir die Hypothese, dass eine gestörte Regulation dieser Stoffwechselwege weitere epigenetische Veränderungen begünstigen und verstärken könnte.
In unserer Folgearbeit von 2020 untersuchten wir diesen Zusammenhang experimentell am Beispiel von ODC1. Eine gezielte Verminderung seiner Genaktivität führte in kultivierten Zellen der Harnwegsschleimhaut zum Verlust von Methylierungsmarkierungen an LINE-1-Elementen, zu deren verstärkter Aktivierung und zu DNA-Doppelstrangbrüchen. In untersuchten Blasenkrebszellen traten ebenfalls DNA-Schäden und programmierter Zelltod auf.
Zusammen liefern diese Arbeiten Hinweise auf einen möglichen sich selbst verstärkenden Zusammenhang zwischen gestörter Stoffwechselregulation, epigenetischen Veränderungen und genetischer Instabilität. Sie eröffnen einen experimentellen Zugang, um frühe Vorgänge bei der Entstehung des Harnblasenkarzinoms besser zu verstehen.
In unserer 2022 veröffentlichten Übersichtsarbeit „Methyl Group Metabolism in Differentiation, Aging, and Cancer“ erweiterten wir diese Perspektive: Der Methylgruppenstoffwechsel bildet eine grundlegende biochemische Verbindung zwischen Ernährung, Umwelt und epigenetischer Genregulation. Er stellt die Methylgruppen bereit, die Zellen unter anderem benötigen, um ihre DNA-Methylierungsmuster aufzubauen und zu erhalten. Wir führten wissenschaftliche Erkenntnisse dazu zusammen, wie die Regulation dieser Stoffwechselwege mit der Entwicklung spezialisierter Zelltypen, mit Alterungsprozessen und mit Krebs verbunden ist. Die Arbeit verdeutlicht, warum eine verlässlich regulierte Versorgung mit Methylgruppen für die epigenetische Stabilität von Zellen bedeutsam ist, und eröffnet Forschungsansätze zum Zusammenspiel von Lebensbedingungen, Stoffwechsel und Gesundheit.
Ein weiterer Bereich meiner Forschung beschäftigt sich mit der Frage, wie Stammzellen ihre besonderen Eigenschaften bewahren und unterschiedliche spezialisierte Zelltypen hervorbringen können. Gemeinsam mit meinen Kollegen habe ich untersucht, welche Rolle epigenetische Mechanismen und die Regulation zentraler Gene dabei spielen.
Bei bestimmten Stammzellen aus menschlichem Nabelschnurblut beschrieben wir einen epigenetischen Bereitschaftszustand wichtiger Entwicklungsregulatoren wie OCT4, SOX2 und NANOG. Obwohl diese Gene kaum aktiv waren, waren sie epigenetisch nicht vollständig stillgelegt. Dies lieferte Hinweise darauf, wie solche Zellen für unterschiedliche Entwicklungs- und Reprogrammierungssignale empfänglich bleiben.
In einer gemeinsamen Arbeit gelang außerdem die Reprogrammierung dieser Zellen zu induzierten pluripotenten Stammzellen. Durch das Einbringen ausgewählter Reprogrammierungsfaktoren wurden sie in einen Zustand mit weitreichenden Entwicklungsmöglichkeiten versetzt.
Einen anderen Ansatz verfolgten wir mit der Behandlung durch epigenetisch wirksame Substanzen: Hier entstand vollständig ohne transgene Eingriffe, also ohne das Einbringen zusätzlicher Gene, ein stabil veränderter Stammzelltyp. Diese als „SpheUSSC“ bezeichneten Zellen zeigten in der untersuchten Zelllinie ein erweitertes Entwicklungspotenzial: Neben der Fähigkeit zur Knochenzellbildung erwarben sie die Möglichkeit, sich in Fettzellen zu entwickeln.
Zusammen tragen diese Arbeiten dazu bei, die Regulation, Entwicklungsfähigkeit und funktionelle Identität von Stammzellen besser zu verstehen. Sie bilden Grundlagen für die Auswahl und Charakterisierung geeigneter Zellen, für Krankheitsmodelle und für die Weiterentwicklung regenerativer Medizin.
Ausgewählte Publikationen:
Wissenschaftliche Arbeiten und Entwicklungen
Achtzehn ausgewählte Arbeiten zu meinen Forschungsschwerpunkten – mit verständlichen deutschen Zusammenfassungen. Das vollständige PubMed-Verzeichnis mit Suche und Filtern folgt darunter.
Balancing Early Detection and Overtreatment in Prostate Cancer: The Emerging Role of EpihTERT.
Die Früherkennung von Prostatakrebs ist mit einem dringlichen Problem verbunden: Überdiagnose und Übertherapie. Sie entdeckt auch Tumoren, die ihren Trägern zu Lebzeiten keine Beschwerden bereiten würden. Werden diese dennoch behandelt, können dauerhafte Folgen wie Inkontinenz und sexuelle Funktionsstörungen entstehen, ohne dass die Betroffenen einen entsprechenden Nutzen haben. Entscheidend ist deshalb, bedrohliche Tumoren frühzeitig zu erkennen und zugleich unnötige Behandlungen zu vermeiden.
Genau hier setzt das EpihTERT-Konzept an. Charakteristische DNA-Methylierungsmuster am hTERT-Gen stehen mit Tumoraggressivität, Fortschreiten der Erkrankung und Rückfallrisiko in Zusammenhang. Ihre Untersuchung eröffnet die Perspektive, die biologische Gefährlichkeit eines Tumors präziser einzuschätzen und die Entscheidung zwischen aktiver Überwachung und Behandlung gezielter zu unterstützen. Dabei könnte der Ansatz auch die Auswahl von Patienten für eine minimalinvasive Therapie, beispielsweise mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU), unterstützen. Ziel ist, rechtzeitig zu behandeln, wo es erforderlich ist, und Lebensqualität zu bewahren, wo eine Behandlung keinen Nutzen erwarten lässt.
Santourlidis S, Araúzo-Bravo MJ, Hassan M, Bendhack ML.
Cancers (Basel). 2025 Nov 27;17(23):3799.
DOI: 10.3390/cancers17233799
PMID: 41375001 · PMCID: PMC12691199
hTERT Epigenetics Provides New Perspectives for Diagnosis and Evidence-Based Guidance of Chemotherapy in Cancer.
Unsere Arbeit verbindet eigene Befunde zum Urothelkarzinom mit Erkenntnissen aus der Literatur und beschreibt charakteristische Methylierungsmuster in einer größeren Regulationsregion des hTERT-Gens, die wir „Acheron“ genannt haben. Ausgewählte Muster lassen sich mit gezielt entwickelten PCR-Verfahren unterscheiden und bilden eine Grundlage für die Entwicklung von Krebsmarkern. Daraus ergeben sich Perspektiven für Diagnose, Prognose und Nachsorge sowie für eine künftig besser begründete Auswahl von Chemotherapien.
Santourlidis S, Araúzo-Bravo MJ, Brodell RT, Hassan M, Bendhack ML.
Int J Mol Sci. 2024 Jul 4;25(13):7331.
DOI: 10.3390/ijms25137331
PMID: 39000438 · PMCID: PMC11242863
Epigenetics Meets CAR-T-Cell Therapy to Fight Cancer.
CAR-T-Zellen sind gezielt veränderte Immunzellen, die bestimmte Oberflächenmerkmale von Krebszellen erkennen und diese angreifen können. Unsere Arbeit beschreibt einen Forschungsansatz, bei dem wiederkehrende Verluste von DNA-Methylierung genutzt werden, um Gene aufzuspüren, die in Tumorzellen verstärkt aktiv sind und möglicherweise geeignete Oberflächenmerkmale hervorbringen. Damit eröffnet sich eine Perspektive für neue Angriffspunkte der CAR-T-Zelltherapie bei soliden Tumoren, zunächst beim Prostatakarzinom.
Santourlidis S, Araúzo-Bravo MJ, Erichsen L, Bendhack ML.
Cancers (Basel). 2024 May 20;16(10):1941.
DOI: 10.3390/cancers16101941
PMID: 38792020 · PMCID: PMC11119853
Consistent DNA Hypomethylations in Prostate Cancer.
In dieser Arbeit untersuchten wir Prostatakrebsproben aus drei Patientenkohorten auf charakteristische Verluste von DNA-Methylierung. Durch die gezielte Auswertung kurzer, CpG-reicher DNA-Abschnitte fanden wir wiederkehrende Veränderungen, die wir als tumorzellspezifische Methylierungssignaturen – kurz TUMS – bezeichneten. Diese Ergebnisse bilden eine Grundlage für die Entwicklung neuer Biomarker, mit denen Prostatatumoren künftig zuverlässiger erkannt und molekular eingeordnet werden könnten.
Araúzo-Bravo MJ, Erichsen L, Ott P, Beermann A, Sheikh J, Gerovska D, Thimm C, Bendhack ML, Santourlidis S.
Int J Mol Sci. 2022 Dec 26;24(1):386.
DOI: 10.3390/ijms24010386
PMID: 36613831 · PMCID: PMC9820221
Differential DNA Methylation of THOR and hTAPAS in the Regulation of hTERT and the Diagnosis of Cancer.
In dieser Arbeit untersuchten wir die DNA-Methylierung der TERT Hypermethylated Oncological Region (THOR) bei Urothelkarzinomen und bestimmten, welche Stellen sich besonders deutlich von gesundem Vergleichsgewebe unterscheiden. Unsere Ergebnisse stützen einen Mechanismus, bei dem die Methylierung die Bildung der regulatorischen RNA hTAPAS vermindert und dadurch eine Bremse für die Aktivität des hTERT-Gens löst. Die genaue Kartierung dieser Veränderungen ermöglicht die gezielte Entwicklung methylierungsspezifischer PCR-Verfahren und bildet damit eine experimentelle Grundlage für diagnostische und prognostische Anwendungen.
Ott P, Araúzo-Bravo MJ, Hoffmann MJ, Poyet C, Bendhack ML, Santourlidis S, Erichsen L.
Cancers (Basel). 2022 Sep 8;14(18):4384.
DOI: 10.3390/cancers14184384
PMID: 36139544 · PMCID: PMC9497117
Lineage-specific transition of histone signatures in the killer cell Ig-like receptor locus from hematopoietic progenitor to NK cells.
Wie werden KIR-Gene während der Entwicklung blutbildender Vorläuferzellen für ihre spätere Aktivierung vorbereitet? Dazu verglichen wir DNA-Methylierung, Chromatinzugänglichkeit und Histonmarkierungen am KIR-Genort in frühen Vorläuferzellen und verschiedenen Immunzelltypen. Histone sind Proteine, um die die DNA gewickelt ist; ihre chemischen Markierungen beeinflussen den regulatorischen Zustand des Chromatins.
In frühen Vorläuferzellen fanden wir Merkmale einer epigenetischen Stilllegung. Natürliche Killerzellen wiesen dagegen aktivitätsbegünstigende Histonmarkierungen auf – auch an einzelnen KIR-Genen, die durch DNA-Methylierung weiterhin stillgelegt blieben. Die Befunde stützen ein zweistufiges Modell: Zunächst entsteht ein für die jeweilige Zelllinie geeigneter Chromatinzustand. Anschließend ermöglicht die Demethylierung einzelner KIR-Gene deren Aktivierung.
Santourlidis S; Graffmann N; Christ J; Uhrberg M
J Immunol. 2008;180(1):418. · PMID: 18097043
Crucial role of DNA methylation in determination of clonally distributed killer cell Ig-like receptor expression patterns in NK cells.
Natürliche Killerzellen gehören zur angeborenen Immunabwehr. Jede einzelne Zelle trägt eine bestimmte Auswahl von KIR-Rezeptoren, die an der Erkennung geeigneter Zielzellen beteiligt sind. In dieser Arbeit untersuchten wir den damals ungeklärten molekularen Mechanismus, durch den diese unterschiedlichen Rezeptormuster entstehen und stabil erhalten bleiben.
Wir zeigten, dass aktive KIR-Gene in einer kleinen regulatorischen CpG-Insel weitgehend unmethyliert sind, während stillgelegte KIR-Gene dort Methylierungsmarkierungen tragen. Die experimentelle Entfernung von DNA-Methylierung aktivierte zuvor stille KIR-Gene und führte zur Ausbildung entsprechender Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Umgekehrt unterdrückte eine gezielt eingeführte Methylierung die Aktivität untersuchter KIR-Regulationsabschnitte. Damit wurde ein grundlegender epigenetischer Mechanismus der zellspezifischen KIR-Rezeptormuster experimentell nachgewiesen.
Santourlidis S; Trompeter HI; Weinhold S; Eisermann B; Meyer KL; Wernet P; Uhrberg M
J Immunol. 2002;169(8):4253. · PMID: 12370356
Unrestricted somatic stem cells (USSC) from human umbilical cord blood display uncommitted epigenetic signatures of the major stem cell pluripotency genes.
Bestimmte somatische Stammzellen aus menschlichem Nabelschnurblut besitzen ein breites Entwicklungspotenzial, obwohl zentrale Pluripotenzfaktoren wie OCT4, SOX2 und NANOG in ihnen kaum exprimiert werden. Wir untersuchten, ob der epigenetische Zustand dieser Gene dazu beitragen kann, diese Entwicklungsfähigkeit zu erklären.
Die untersuchten Genregionen zeigten keine vollständige epigenetische Stilllegung. Wir fanden unter anderem teilweise demethylierte Abschnitte bei OCT4 und hTERT sowie einen unmethylierten Zustand untersuchter Regulationsregionen von SOX2 und NANOG. Am SOX2-Gen lagen zugleich gegensätzlich wirkende Histonmarkierungen vor, die für einen Bereitschaftszustand charakteristisch sind. Nach experimenteller Zufuhr von OCT4 wurde SOX2 rasch aktiviert. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass eine unvollständige epigenetische Festlegung die Reaktion dieser Zellen auf Differenzierungs- und Reprogrammierungssignale begünstigt.
Santourlidis S; Wernet P; Ghanjati F; Graffmann N; Springer J; Kriegs C; Zhao X; Brands J; Araúzo-Bravo MJ; Neves R; Koegler G; Uhrberg M
Stem Cell Res. 2011;6(1):60. · PMID: 20933485
Effect on Multipotency and Phenotypic Transition of Unrestricted Somatic Stem Cells from Human Umbilical Cord Blood after Treatment with Epigenetic Agents.
Kann eine gezielte epigenetische Behandlung die Entwicklungsmöglichkeiten von Stammzellen erweitern, ohne zusätzliche Gene in die Zellen einzubringen? Dafür behandelten wir somatische Stammzellen aus menschlichem Nabelschnurblut mit 5-Aza-2′-Desoxycytidin und Trichostatin A – Substanzen, die auf DNA-Methylierung beziehungsweise Histonmodifikationen wirken.
In einer der vier untersuchten Nabelschnurblut-Stammzelllinien entstand ein stabiler, kugelförmige Zellverbände bildender Zelltyp, den wir „SpheUSSC“ nannten. Diese Zellen ließen sich über mindestens 150 Zellteilungen weitervermehren und exprimierten OCT4. Sie behielten ihre Fähigkeit zur Knochenzellbildung und erwarben zusätzlich die Möglichkeit, sich in Fettzellen zu entwickeln. Das erweiterte Entwicklungspotenzial wurde vollständig ohne transgene Eingriffe erreicht. Die Arbeit zeigt damit, wie sich die Eigenschaften und Differenzierungsmöglichkeiten einer Stammzellpopulation durch epigenetisch wirksame Substanzen verändern lassen, und liefert ein Modell zur Erforschung zellulärer Identität und Plastizität.
Ghanjati F; Santourlidis S
Stem Cells Int. 2016;2016:7643218. · Online veröffentlicht am 14. Dezember 2015 · PMID: 26788071
Protective vaccination and blood-stage malaria modify DNA methylation of gene promoters in the liver of Balb/c mice.
Diese Arbeit untersuchte im Mausmodell, wie eine schützende Impfung und eine anschließende Infektion mit dem Malariaerreger Plasmodium chabaudi mit der DNA-Methylierung in der Leber zusammenhängen. Die Leber übernimmt wichtige Aufgaben bei der Abwehr der Blutstadien dieser Infektion.
Nach der Impfung und im Verlauf der Infektion fanden wir veränderte Methylierungsmuster in den Promotoren zahlreicher Gene. Betroffen waren unter anderem Regulationsprozesse mit Bezug zur Immunabwehr, zur Regeneration der Leber und zur Blutbildung. Die Ergebnisse liefern Hinweise darauf, dass epigenetische Veränderungen an einer verbesserten Abwehrreaktion nach Impfung beteiligt sein können. Untersucht wurde ein experimentelles Malariamodell bei Mäusen; die Befunde beschreiben keine bereits nachgewiesene entsprechende Wirkung beim Menschen.
Al-Quraishy S; Dkhil MA; Abdel-Baki AS; Ghanjati F; Erichsen L; Santourlidis S; Wunderlich F; Araúzo-Bravo MJ
Parasitol Res. 2017;116(5):1463. · PMID: 28315013
Genome-wide screening identifies Plasmodium chabaudi-induced modifications of DNA methylation status of Tlr1 and Tlr6 gene promoters in liver, but not spleen, of female C57BL/6 mice.
Wie verändert eine Malariainfektion die epigenetische Regulation ihres Wirts? Wir untersuchten bei weiblichen C57BL/6-Mäusen die DNA-Methylierung von Genpromotoren während einer Blutstadieninfektion mit Plasmodium chabaudi. Dabei zeigten sich deutlich unterschiedliche Veränderungen in Leber und Milz.
In der Leber verlor der untersuchte Promotorbereich des Tlr6-Gens Methylierungsmarkierungen, während ein weiter stromaufwärts gelegener Bereich des Tlr1-Gens stärker methyliert wurde. Die Aktivität beider Gene nahm zu. Die zugehörigen Rezeptoren helfen dem angeborenen Immunsystem, Bestandteile von Krankheitserregern zu erkennen. Diese spezifischen Veränderungen fanden sich in der Leber, nicht in der Milz. Die Ergebnisse weisen auf eine organspezifische epigenetische Feinabstimmung der Immunabwehr im untersuchten Mausmodell hin.
Al-Quraishy S; Dkhil MA; Abdel-Baki AS; Delic D; Santourlidis S; Wunderlich F
Parasitol Res. 2013;112(11):3757–3770. · Online veröffentlicht am 16. August 2013 · PMID: 23949311
Phylo-Epigenetic Conservation and CpG Erosion in OCT4, SOX2, and hTERT Intragenic CpG Islands: A Waddingtonian Perspective on Mammalian Developmental Evolution.
In dieser Arbeit verglich ich epigenetisch wichtige DNA-Abschnitte der bereits früh in der Embryonalentwicklung aktiven Gene OCT4, SOX2 und hTERT bei zehn heute lebenden Primatenarten, einschließlich des Menschen, sowie beim Neandertaler und Denisova-Menschen. Dabei zeigten sich sowohl stark erhaltene CpG-Stellen als auch charakteristische Veränderungen, deren Muster mit bekannten methylierungsabhängigen Mutationsmechanismen vereinbar sind. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf ein Zusammenspiel von epigenetischer Regulation und genetischer Veränderung über evolutionäre Zeiträume und begründen weiterführende Hypothesen dazu, wie Umwelt und Ernährung diese Prozesse beeinflussen könnten.
Santourlidis S.
Genes (Basel). 2025 Sep 18;16(9):1102.
DOI: 10.3390/genes16091102
PMID: 41010047 · PMCID: PMC12470082
Phylo-Epigenetics in Phylogeny Analyses and Evolution.
In dieser Arbeit verglich ich CpG-Stellen, also Stellen, an denen Methylgruppen als epigenetische Markierungen an die DNA angeheftet werden, in ausgewählten Genregionen des heutigen Menschen, des Neandertalers, des Denisova-Menschen und weiterer Menschenaffen. Allein anhand der erhaltenen und veränderten CpG-Stellen ließ sich ein Stammbaum rekonstruieren, der wesentliche bekannte Verwandtschaftsverhältnisse und Aufspaltungszeiten nachvollzieht. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Veränderungen an diesen methylierbaren DNA-Stellen sowohl unsere evolutionäre Geschichte widerspiegeln als auch die Voraussetzungen für die epigenetische Regulation nachfolgender Generationen verändern können.
Santourlidis S.
Genes (Basel). 2024 Sep 12;15(9):1198.
DOI: 10.3390/genes15091198
PMID: 39336789 · PMCID: PMC11430929
Phyloepigenetics.
Diese Arbeit entwickelt den Ansatz, epigenetisch bedeutsame CpG-Stellen gezielt für die Untersuchung evolutionärer Verwandtschaftsverhältnisse zu nutzen. Ihre besondere Bedeutung für die Genregulation und ihre charakteristische Veränderlichkeit eröffnen eine zusätzliche Perspektive auf die Evolution. Damit bildet die Publikation die konzeptionelle Grundlage meiner späteren phylo-epigenetischen Untersuchungen.
Santourlidis S.
Biology (Basel). 2022 May 15;11(5):754.
DOI: 10.3390/biology11050754
PMID: 35625482 · PMCID: PMC9138650
Methyl Group Metabolism in Differentiation, Aging, and Cancer.
Wie gelangen Bestandteile unserer Nahrung in die molekularen Prozesse, die unsere Gene regulieren? Diese Übersichtsarbeit beschreibt den Methylgruppenstoffwechsel als eine wichtige biochemische Verbindung zwischen Ernährung, Zellfunktion und Epigenetik. Über miteinander verknüpfte Stoffwechselwege werden Methylgruppen bereitgestellt, die unter anderem für die DNA-Methylierung benötigt werden.
Wir führen Erkenntnisse dazu zusammen, wie diese Versorgung mit der Differenzierung von Zellen, dem Altern und der Krebsentstehung verbunden ist. Störungen des Stoffwechsels können mit Veränderungen epigenetischer Muster einhergehen. Die Arbeit formuliert daraus Forschungsfragen zur Stabilität des Methyloms und zur Bedeutung von Ernährung und Umwelt. Sie bietet einen wissenschaftlichen Hintergrund für mein Anliegen, die Verbindung zwischen Lebensbedingungen, Genregulation und Gesundheit verständlich zu machen.
Erichsen L; Thimm C; Santourlidis S
Int J Mol Sci. 2022;23(15). · PMID: 35955511
Genome-wide hypomethylation of LINE-1 and Alu retroelements in cell-free DNA of blood is an epigenetic biomarker of human aging.
LINE-1-Elemente sind repetitive DNA-Abschnitte, die in mehreren Hunderttausend Kopien über unser Genom verstreut sind. Die meisten dieser Kopien sind dauerhaft inaktiviert; ein kleiner Teil besitzt jedoch die Fähigkeit, sich zu vervielfältigen und an neuen Stellen im Erbgut einzufügen. Werden solche Elemente unzureichend kontrolliert, können sie DNA-Schäden, Mutationen und Störungen der Genregulation verursachen. Ihre Aktivierung wird mit Alterungsprozessen, genetischer Instabilität und zahlreichen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Bei verschiedenen Krebserkrankungen sind LINE-1-vermittelte Veränderungen des Erbguts nachgewiesen; einzelne können unmittelbar zur Krebsentstehung beitragen.
Die DNA-Methylierung ist ein wesentlicher Bestandteil der epigenetischen Schutzmechanismen, die LINE-1-Elemente stilllegen und ihre potenziell schädliche Aktivität in Schach halten. Damit trägt sie zur Stabilität unseres Erbguts und zur Gesundheit unserer Zellen bei. Geht diese Kontrolle verloren, können neben genetischen Schäden auch entzündliche Prozesse begünstigt werden, die den gesamten Organismus belasten.
In dieser Arbeit untersuchten wir die DNA-Methylierung von LINE-1- und Alu-Elementen in zellulärer und zellfreier DNA aus Blut. Dabei fanden wir einen altersabhängigen Verlust dieser Methylierungsmarkierungen in der zellfreien DNA, während die untersuchte Blutzell-DNA keinen entsprechenden signifikanten Zusammenhang zeigte. Bei Rauchern war der Methylierungsverlust in der zellfreien DNA stärker ausgeprägt.
Unser Biomarker macht damit einen biologisch bedeutsamen Aspekt epigenetischer Stabilität messbar. Mit der idiolokal normierten methylierungsspezifischen Echtzeit-PCR (IDLN-MSP) lassen sich diese Methylierungsmuster gezielt und quantitativ untersuchen. Das Verfahren bietet ein molekularbiologisches Werkzeug, um alters- und umweltbezogene Veränderungen der epigenetischen Kontrolle repetitiver DNA anhand einer Blutprobe zu erfassen und in weiterführenden Untersuchungen ihren Verlauf zu verfolgen.
Erichsen L, Beermann A, Arauzo-Bravo MJ, Hassan M, Dkhil MA, Al-Quraishy S, Hafiz TA, Fischer JC, Santourlidis S.
Saudi J Biol Sci. 2018 Sep;25(6):1220-1226. Epub 2018 Feb 13.
DOI: 10.1016/j.sjbs.2018.02.005
PMID: 30174526 · PMCID: PMC6117241
IDLN-MSP: Idiolocal normalization of real-time methylation-specific PCR for genetic imbalanced DNA specimens.
Bei der quantitativen Messung von DNA-Methylierung wird ein Zielabschnitt mit einer Referenz verglichen. Gerade Tumorzellen können jedoch bestimmte DNA-Abschnitte vervielfältigt oder verloren haben. Unterscheiden sich deshalb die Kopienzahlen von Ziel- und Referenzregion, kann eine herkömmliche Normierung das Messergebnis verzerren.
Mit der idiolokalen Normierung, kurz IDLN, entwickelten wir eine methodische Anpassung der methylierungsspezifischen Echtzeit-PCR: Die methylierungsunabhängige Referenzmessung erfolgt räumlich nahe am untersuchten Zielabschnitt. Dadurch liegen Ziel und Referenz in den meisten Fällen in gleicher Kopienzahl vor. Das vermindert eine wichtige Fehlerquelle und ermöglicht zuverlässigere quantitative Vergleiche. Die Methode bildet eine wesentliche Grundlage meiner weiteren Forschung an epigenetischen Biomarkern.
Santourlidis S; Ghanjati F; Beermann A; Hermanns T; Poyet C
Biotechniques. 2016;60(2):84. · PMID: 26842353
Fachübergreifende Methodenarbeit zur Methylierungsanalyse genetisch unausgewogener DNA-Proben; hier der Krebsforschung zugeordnet.
Unreserved application of epigenetic methods to define differences of DNA methylation between urinary cellular and cell-free DNA.
Urin enthält sowohl DNA aus ausgeschiedenen Zellen als auch freie DNA-Fragmente. Wir untersuchten, ob sich diese zellfreie DNA für detaillierte epigenetische Analysen nutzen lässt und wie sich ihre Methylierungsmuster von denen der zellulären DNA unterscheiden.
Mit Bisulfitsequenzierung, methylierungsspezifischer Echtzeit-PCR und Array-Analysen konnten wir sowohl einzelne LINE-1-Methylierungsmuster als auch umfassendere Unterschiede der DNA-Methylierung untersuchen. Dabei fanden wir Unterschiede zwischen den beiden DNA-Fraktionen sowie zwischen Proben von Blasenkrebspatienten und gesunden Vergleichspersonen. Die Arbeit erschließt damit zellfreie DNA aus Urin als Untersuchungsmaterial für die Entwicklung nichtinvasiver epigenetischer Biomarker – von der Suche nach geeigneten Markierungen bis zu ihrem gezielten Nachweis.
Ghanjati F; Beermann A; Hermanns T; Poyet C; Araúzo-Bravo MJ; Seifert HH; Schmidtpeter M; Goering W; Sorg R; Wernet P; Santourlidis S
Cancer Biomark. 2014;14(5):295–302. · PMID: 25171471
66 Veröffentlichungen aus meiner PubMed-Autorenliste. Korrektur- und Rücknahmemitteilungen sowie zurückgezogene Arbeiten sind in dieser Übersicht nicht enthalten. Stand: 14. Oktober 2026. Jede Arbeit ist einmal ihrem hauptsächlichen beziehungsweise nächstliegenden Forschungsbereich zugeordnet. Fachübergreifende Grundlagen- und Methodenarbeiten sowie thematisch angrenzende Studien sind entsprechend gekennzeichnet. Innerhalb der Rubriken sind die Veröffentlichungen nach Erscheinungsjahr geordnet, beginnend mit den neuesten Arbeiten.
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66 von 66 Einträgen
Hassan SY; Santourlidis S; Flanagan TW; Hassan SL; Zhou H; Schmidt MF; Cacchi C; Lammert MF; Megahed M; Yazdi AS; Jonigk DD; Araúzo-Bravo MJ; Brodell RT; Facca S; Haikel Y; Hassan M
Cells. 2026;15(8). · PMID: 42041590
Santourlidis S; Araúzo-Bravo MJ; Hassan M; Bendhack ML
Cancers (Basel). 2025;17(23). · PMID: 41375001
Eshaq AM; Flanagan TW; Hassan SY; Al Asheikh SA; Al-Amoudi WA; Santourlidis S; Hassan SL; Alamodi MO; Bendhack ML; Alamodi MO; Haikel Y; Megahed M; Hassan M
Cancers (Basel). 2024;16(15). · PMID: 39123481
Santourlidis S; Araúzo-Bravo MJ; Brodell RT; Hassan M; Bendhack ML
Int J Mol Sci. 2024;25(13). · PMID: 39000438
Santourlidis S; Araúzo-Bravo MJ; Erichsen L; Bendhack ML
Cancers (Basel). 2024;16(10). · PMID: 38792020
Kharouf N; Flanagan TW; Alamodi AA; Al Hmada Y; Hassan SY; Shalaby H; Santourlidis S; Hassan SL; Haikel Y; Megahed M; Brodell RT; Hassan M
Cells. 2024;13(3). · PMID: 38334632
Al Hmada Y; Brodell RT; Kharouf N; Flanagan TW; Alamodi AA; Hassan SY; Shalaby H; Hassan SL; Haikel Y; Megahed M; Santourlidis S; Hassan M
Cancers (Basel). 2024;16(2). · PMID: 38275910
Kharouf N; Flanagan TW; Hassan SY; Shalaby H; Khabaz M; Hassan SL; Megahed M; Haikel Y; Santourlidis S; Hassan M
Cancers (Basel). 2023;15(12). · PMID: 37370757
Araúzo-Bravo MJ; Erichsen L; Ott P; Beermann A; Sheikh J; Gerovska D; Thimm C; Bendhack ML; Santourlidis S
Int J Mol Sci. 2022;24(1). · PMID: 36613831
Ott P; Araúzo-Bravo MJ; Hoffmann MJ; Poyet C; Bendhack ML; Santourlidis S; Erichsen L
Cancers (Basel). 2022;14(18). · PMID: 36139544
Santourlidis S; Schulz WA; Araúzo-Bravo MJ; Gerovska D; Ott P; Bendhack ML; Hassan M; Erichsen L
Int J Mol Sci. 2022;23(3). · PMID: 35163453
Jamal SME; Alamodi A; Wahl RU; Grada Z; Shareef MA; Hassan SY; Murad F; Hassan SL; Santourlidis S; Gomez CR; Haikel Y; Megahed M; Hassan M
Oncogene. 2020;39(32):5468. · PMID: 32616888
Erichsen L; Seifert HH; Schulz WA; Hoffmann MJ; Niegisch G; Araúzo-Bravo MJ; Bendhack ML; Poyet C; Hermanns T; Beermann A; Hassan M; Theis L; Mahmood W; Santourlidis S
Sci Rep. 2020;10(1):3808. · PMID: 32123240
Selimovic D; Wahl RU; Ruiz E; Aslam R; Flanagan TW; Hassan SY; Santourlidis S; Haikel Y; Friedlander P; Megahed M; Kandil E; Hassan M
Int J Oncol. 2019;55(6):1324. · PMID: 31638203
Erichsen L; Ghanjati F; Beermann A; Poyet C; Hermanns T; Schulz WA; Seifert HH; Wild PJ; Buser L; Kröning A; Braunstein S; Anlauf M; Jankowiak S; Hassan M; Bendhack ML; Araúzo-Bravo MJ; Santourlidis S
Sci Rep. 2018;8(1):3477. · PMID: 29472622
El Jamal SM; Taylor EB; Abd Elmageed ZY; Alamodi AA; Selimovic D; Alkhateeb A; Hannig M; Hassan SY; Santourlidis S; Friedlander PL; Haikel Y; Vijaykumar S; Kandil E; Hassan M
Cell Div. 2016;11:11. · PMID: 27486476
Santourlidis S; Ghanjati F; Beermann A; Hermanns T; Poyet C
Biotechniques. 2016;60(2):84. · PMID: 26842353
Fachübergreifende Methodenarbeit zur Methylierungsanalyse genetisch unausgewogener DNA-Proben; hier der Krebsforschung zugeordnet.
Ghanjati F; Beermann A; Hermanns T; Poyet C; Araúzo-Bravo MJ; Seifert HH; Schmidtpeter M; Goering W; Sorg R; Wernet P; Santourlidis S
Cancer Biomark. 2014;14(5):295. · PMID: 25171471
Fachübergreifende Methodenarbeit zur Untersuchung zellulärer und zellfreier Urin-DNA; hier der Krebsforschung zugeordnet.
Selimovic D; Badura HE; El-Khattouti A; Soell M; Porzig BB; Spernger A; Ghanjati F; Santourlidis S; Haikel Y; Hassan M
Apoptosis. 2013;18(8):980. · PMID: 23564313
Selimovic D; Porzig BB; El-Khattouti A; Badura HE; Ahmad M; Ghanjati F; Santourlidis S; Haikel Y; Hassan M
Cell Signal. 2013;25(1):308. · PMID: 23079083
Neves R; Scheel C; Weinhold S; Honisch E; Iwaniuk KM; Trompeter HI; Niederacher D; Wernet P; Santourlidis S; Uhrberg M
BMC Res Notes. 2010;3:219. · PMID: 20682048
Cetindere T; Nambiar S; Santourlidis S; Essmann F; Hassan M
Cell Signal. 2010;22(2):197. · PMID: 19799997
Santourlidis S; Kimura F; Fischer J; Schulz WA
Biochem Cell Biol. 2004;82(5):589. · PMID: 15499388
Fachübergreifende Grundlagenarbeit zu DNMT1, PCNA und der klonogenen Zellvermehrung; hier der Krebsforschung zugeordnet.
Stallmach A; Wittig BM; Kremp K; Goebel R; Santourlidis S; Zeitz M; Menges M; Raedle J; Zeuzem S; Schulz WA
Exp Mol Pathol. 2003;74(3):262. · PMID: 12782013
Kimura F; Seifert HH; Florl AR; Santourlidis S; Steinhoff C; Swiatkowski S; Mahotka C; Gerharz CD; Schulz WA
Int J Cancer. 2003;104(5):568. · PMID: 12594811
Schulz WA; Elo JP; Florl AR; Pennanen S; Santourlidis S; Engers R; Buchardt M; Seifert HH; Visakorpi T
Genes Chromosomes Cancer. 2002;35(1):58. · PMID: 12203790
Leube B; Drechsler M; Mühlmann K; Schäfer R; Schulz WA; Santourlidis S; Anastasiadis A; Ackermann R; Visakorpi T; Müller W; Royer-Pokora B
Prostate. 2002;50(3):135. · PMID: 11813205
Santourlidis S; Warskulat U; Florl AR; Maas S; Pulte T; Fischer J; Müller W; Schulz WA
Mol Carcinog. 2001;32(1):36. · PMID: 11568974
Santourlidis S; Florl A; Ackermann R; Wirtz HC; Schulz WA
Prostate. 1999;39(3):166. · PMID: 10334105
Marey AM; Dkhil MA; Abdel Moneim AA; Santourlidis S; Abdel-Gaber R; Alquraishi MI; Abdalla MS
Microsc Res Tech. 2025;88(1):127. · PMID: 39210696
Marey AM; Dkhil MA; Abdel-Moneim AE; Santourlidis S; Abdel-Gaber R; Abdalla MS
Microsc Res Tech. 2024;87(9):2034. · PMID: 38634191
Selimovic D; Kharouf N; Carrouel F; Hassan SY; Flanagan TW; Hassan SL; Megahed M; Haikel Y; Santourlidis S; Hassan M
Int J Mol Sci. 2023;24(6). · PMID: 36982421
Santourlidis S; Graffmann N; Christ J; Uhrberg M
J Immunol. 2008;180(1):418. · PMID: 18097043
Graffmann N; Santourlidis S; Christ J; Wernet P; Uhrberg M
Anal Biochem. 2006;354(2):308. · PMID: 16750813
Fachübergreifende Methodenarbeit zur Chromatinzugänglichkeit; hier dem immunologischen Forschungszusammenhang zugeordnet.
Trundley AE; Hiby SE; Chang C; Sharkey AM; Santourlidis S; Uhrberg M; Trowsdale J; Moffett A
Immunogenetics. 2006;57(12):904. · PMID: 16391939
Trompeter HI; Gómez-Lozano N; Santourlidis S; Eisermann B; Wernet P; Vilches C; Uhrberg M
J Immunol. 2005;174(7):4135. · PMID: 15778373
Santourlidis S; Trompeter HI; Weinhold S; Eisermann B; Meyer KL; Wernet P; Uhrberg M
J Immunol. 2002;169(8):4253. · PMID: 12370356
Ghanjati F; Santourlidis S
Stem Cells Int. 2016;2016:7643218. · PMID: 26788071
Dorn I; Klich K; Arauzo-Bravo MJ; Radstaak M; Santourlidis S; Ghanjati F; Radke TF; Psathaki OE; Hargus G; Kramer J; Einhaus M; Kim JB; Kögler G; Wernet P; Schöler HR; Schlenke P; Zaehres H
Haematologica. 2015;100(1):32. · PMID: 25326431
Hargus G; Ehrlich M; Araúzo-Bravo MJ; Hemmer K; Hallmann AL; Reinhardt P; Kim KP; Adachi K; Santourlidis S; Ghanjati F; Fauser M; Ossig C; Storch A; Kim JB; Schwamborn JC; Sterneckert J; Schöler HR; Kuhlmann T; Zaehres H
Cell Rep. 2014;8(6):1697. · PMID: 25220454
Santourlidis S; Wernet P; Ghanjati F; Graffmann N; Springer J; Kriegs C; Zhao X; Brands J; Araúzo-Bravo MJ; Neves R; Koegler G; Uhrberg M
Stem Cell Res. 2011;6(1):60. · PMID: 20933485
Zaehres H; Kögler G; Arauzo-Bravo MJ; Bleidissel M; Santourlidis S; Weinhold S; Greber B; Kim JB; Buchheiser A; Liedtke S; Eilken HM; Graffmann N; Zhao X; Meyer J; Reinhardt P; Burr B; Waclawczyk S; Ortmeier C; Uhrberg M; Schöler HR; Cantz T; Wernet P
Exp Hematol. 2010;38(9):809. · PMID: 20541586
Liedtke S; Buchheiser A; Bosch J; Bosse F; Kruse F; Zhao X; Santourlidis S; Kögler G
Stem Cell Res. 2010;5(1):40. · PMID: 20434420
Grinstein E; Santourlidis S; Fischer J; Uhrberg M; Wernet P
J Stem Cells Regen Med. 2007;2(1):18. · PMID: 24692882
Grinstein E; Du Y; Santourlidis S; Christ J; Uhrberg M; Wernet P
J Biol Chem. 2007;282(17):12439. · PMID: 17255095
Aguiar J; Santurlidis S; Nowok J; Alexander C; Rudnicki D; Gispert S; Schulz W; Auburger G
Biochem Biophys Res Commun. 1999;254(2):315. · PMID: 9918835
Fachübergreifende Grundlagenarbeit zur Regulation eines CpG-Insel-Promotors am SCA2-Gen; hier als Hintergrund zur epigenetischen Genregulation eingeordnet.
Alharbi HM; Al-Shaebi EM; Al-Quraishy S; Almohawis N; Virk P; Albeshr M; Santourlidis S; Abdel-Gaber R
Curr Microbiol. 2026;83(11). · PMID: 42732010
Al-Shaebi EM; Elabed S; Santourlidis S; Alharbi HM; Dkhil MA; Abdel-Gaber R
Biomed Chromatogr. 2026;40(7):e70501. · PMID: 42206425
Alharbi HM; Dkhil M; Santourlidis S; Albeshr M; Al-Shaebi EM; Abdel-Gaber R
Helminthologia. 2026;63(1):48. · PMID: 42305886
Abdel-Gaber R; Alotaibi M; Albeshr M; Dkhil MA; Santourlidis S; Elghamdy AO; Al-Quraishy S; Al-Shaebi EM
J Helminthol. 2026;100:e64. · PMID: 42290263
Al-Shaebi EM; Dkhil MA; Albeshr M; Elabed S; Santourlidis S; Alharbi HM; Abdel-Gaber R
Biomed Chromatogr. 2026;40(6):e70450. · PMID: 42050801
Abdel-Gaber R; Dkhil MA; Elabed S; Santourlidis S; Alharbi HM; Al-Quraishy S; Al-Shaebi EM
Biomed Chromatogr. 2026;40(4):e70387. · PMID: 41705653
Alotaibi M; Al Quraishy S; Almohawis N; Santourlidis S; Al-Shaebi E; Abdel-Gaber R
Front Cell Infect Microbiol. 2026;16:1774323. · PMID: 41859466
Alotaibi M; Abdel-Gaber R; Al Quraishy S; Santourlidis S; Alharbi HM; Al-Shaebi E
Helminthologia. 2025;62(4):340. · PMID: 41777286
Abdel-Gaber R; Albasyouni S; Santourlidis S; Al Quraishy S; Al-Shaebi E
Front Immunol. 2025;16:1714313. · PMID: 41479898
Abdel-Gaber R; Albasyouni S; Santourlidis S; Al Quraishy S; Al-Shaebi E
Front Cell Infect Microbiol. 2025;15:1724123. · PMID: 41278479
Dkhil MA; Khalil MF; Diab MSM; Bauomy AA; Santourlidis S; Al-Shaebi EM; Al-Quraishy S
Saudi J Biol Sci. 2019;26(7):1468. · PMID: 31762611
Al-Quraishy S; Dkhil MA; Abdel-Baki AS; Ghanjati F; Erichsen L; Santourlidis S; Wunderlich F; Araúzo-Bravo MJ
Parasitol Res. 2017;116(5):1463. · PMID: 28315013
Al-Quraishy S; Dkhil MA; Abdel-Baki AA; Delic D; Santourlidis S; Wunderlich F
Parasitol Res. 2013;112(11):3757. · PMID: 23949311
Rizk S; Abdel Moneim AE; Abdel-Gaber RA; Alquraishi MI; Santourlidis S; Dkhil MA
ACS Omega. 2023;8(44):41865. · PMID: 37969968
Thematisch angrenzende Arbeit zu Organschädigung und Organprotektion. Die Studie untersucht akute Nierenschädigung, nicht unmittelbar Alterung oder Lebensverlängerung.
Erichsen L; Thimm C; Santourlidis S
Int J Mol Sci. 2022;23(15). · PMID: 35955511
Erichsen L; Beermann A; Arauzo-Bravo MJ; Hassan M; Dkhil MA; Al-Quraishy S; Hafiz TA; Fischer JC; Santourlidis S
Saudi J Biol Sci. 2018;25(6):1220. · PMID: 30174526
Graffmann N; Brands J; Görgens A; Vitoriano da Conceição Castro S; Santourlidis S; Reckert A; Michele I; Ritz-Timme S; Fischer JC; Adjaye J; Kögler G; Giebel B; Uhrberg M
Stem Cells Dev. 2015;24(17):2018. · PMID: 25961873
Santourlidis S
Genes (Basel). 2025;16(9). · PMID: 41010047
Vergleichende Grundlagenarbeit zur epigenetisch relevanten CpG-Architektur von Entwicklungsgenen und ihrer Veränderung in der Primatenevolution.
Santourlidis S
Genes (Basel). 2024;15(9). · PMID: 39336789
Grundlagenarbeit zur Rekonstruktion evolutionärer Verwandtschaft anhand epigenetisch relevanter CpG-Stellen.
Santourlidis S
Biology (Basel). 2022;11(5). · PMID: 35625482
Konzeptionelle Grundlagenarbeit zur Phyloepigenetik und zur evolutionären Bedeutung epigenetisch relevanter CpG-Stellen.
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Vier Erfindungen aus meiner wissenschaftlichen Arbeit, dokumentiert in den folgenden Patentschriften.
Verfahren zur normierten Bestimmung der DNA-Methylierung mit Bezug auf transponierbare Elemente des Erbguts.
Determination of the degree of DNA methylation
Patentschrift ansehen · WO2010084154A2Verfahren zur Bestimmung des normierten DNA-Methylierungsgrads, mit Anwendungen bei Biomarkern für Prostata- und Harnblasenkarzinome.
Method for determining the degree of DNA methylation
Patentschrift ansehen · EP3981885B1Epigenetischer Ansatz zur Bestimmung der Qualität von Stammzellen.
Quality determination of stem cells
Patentschrift ansehen · WO2012049154A1Verfahren zur epigenetischen Reprogrammierung fetaler Stammzellen.
Epigenetic reprogramming of foetal stem cells
Patentschrift ansehen · EP2952578A1Mein Anliegen reicht über die wissenschaftliche Erkenntnis hinaus: Forschung soll in Anwendungen münden, die Menschen helfen. Aus meiner Arbeit an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf heraus habe ich deshalb gemeinsam mit meinem Partner Herrn Prof. Marcelo Bendhack das deutsche Biotechnologie- und Gesundheits-Spin-off-Unternehmen EpiproCare mitgegründet. Prof. Bendhack ist Präsident der Uro Oncology Latin American Association (UROLA) und an der Universidade Positivo in Curitiba, Brasilien, tätig. Seine Facharztausbildung absolvierte er an der renommierten Klinik für Urologie des Universitätsklinikums Düsseldorf unter der Leitung von Herrn Prof. Rolf Ackermann. Während dieser Zeit arbeitete auch ich dort an meiner Dissertation.
Entscheidende Unterstützung bei der Gründung der EpiproCare habe ich von meinem inzwischen verstorbenen Mentor Prof. Rolf Ackermann, dem ehemaligen Inhaber des Lehrstuhls für Urologie und Ärztlichen Direktor der Medizinischen Einrichtungen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, erhalten. Ebenso wichtig waren meine Freunde Prof. Marcelo Bendhack, mein klinischer Partner, Dr. Lars Erichsen, mein ehemaliger Doktorand (Dissertation), und Prof. Marcos J. Araúzo-Bravo, mein langjähriger Kollaborationspartner aus der Bioinformatik (Max-Planck-Profil · Ikerbasque-Profil · Publikationen). Ihre Unterstützung und unsere enge, zum Teil interdisziplinäre Zusammenarbeit haben diesen wichtigen Weg wesentlich geprägt und möglich gemacht. Dabei verbanden sich epigenetische Forschung, klinische Erfahrung und Bioinformatik zu einer fruchtbaren wissenschaftlichen Zusammenarbeit.
Mit EpiproCare verfolge ich das Ziel, Erkenntnisse und Methoden der Epigenetik für medizinische Anwendungen weiterzuentwickeln und den Patienten und Ärzten weltweit zur Verfügung zu stellen. Die Ausgründung verbindet damit meine universitäre Forschung mit der praktischen Umsetzung.
Die Heinrich-Heine-Universität ist auch eine Gründeruniversität und fördert den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in Unternehmensgründungen.
Mein besonderer Dank gilt meinen akademischen Lehrern: Prof. Dr. Wolfgang Schulz, Prof. Dr. Rolf Ackermann, Prof. Dr. Frank Wunderlich und Dr. Hans-Peter Schmitt-Wrede. Sie haben meinen wissenschaftlichen Weg geprägt und mir wertvolle Anregungen mitgegeben, die meine Arbeit bis heute begleiten.
Ein zusätzlicher Dank gilt Prof. James Adjaye. Einen Dank an Prof. Peter Wernet.
Wissen für alle · Ohne Vorwissen
Unsere Gene sind die Grundlage. Wie unsere Zellen diese Information nutzen und welche Rolle hierbei die Umwelt spielt, ist von zentraler Bedeutung für unser Leben. Hier beantworte ich acht häufige Fragen zur Epigenetik – mit Beispielen aus Entwicklung, Umwelt, Krebsmedizin und Altern.
Die Epigenetik erforscht Mechanismen, die beeinflussen, wie Zellen ihre genetische Information nutzen. Sie helfen zu bestimmen, welche Gene wann, wo und wie stark aktiv sind, ohne dabei die Reihenfolge der DNA-Bausteine zu verändern. Bestimmte epigenetische Zustände können bei der Zellteilung weitergegeben werden.
Zum Einstieg hilft ein Bild: Die DNA ist wie eine umfangreiche Bibliothek. Ihr Text umfasst im einfachen menschlichen Chromosomensatz rund drei Milliarden Basenpaare – die „Buchstabenpaare“ unserer genetischen Information. Sie enthält die Grundlagen für die Entwicklung der rund 200 grundlegenden Zelltypen unseres Körpers und ihrer unzähligen Entwicklungs- und Reifungsstadien. Epigenetische Mechanismen beeinflussen, welche Teile dieser Bibliothek eine Zelle zu welchem Zeitpunkt nutzt – und helfen so, ihre Entwicklung und Funktion zu gestalten.
Die Genetik beschäftigt sich mit dem Erbgut, seinen Unterschieden und seiner Vererbung. Die Epigenetik untersucht eine zusätzliche Ebene: wie die Nutzung dieser Information reguliert und stabilisiert wird. Beide Gebiete gehören zusammen. Gene und ihre Regulation wirken gemeinsam an unserer Entwicklung und unseren Zellfunktionen mit.
Das Besondere ist, dass epigenetische Mechanismen durch eine Vielzahl von Umweltfaktoren beeinflusst werden können. Ernährung, Bewegung, Schadstoffe und weitere Lebensbedingungen wirken auf biologische Prozesse ein, die auch die Regulation unserer Gene verändern können. Damit bildet die Epigenetik eine wichtige Brücke zwischen unserer Umwelt und der genetischen Grundlage unserer Existenz.
Wir verstehen zunehmend genauer, wie diese Verbindung funktioniert: Epigenetische Regulation kann dazu beitragen, dass sich unsere Zellen an wechselnde Lebensbedingungen anpassen und ihre Funktionen aufrechterhalten. Schädliche Umwelteinflüsse können diese Regulation jedoch auch beeinträchtigen und Veränderungen begünstigen, die mit Krankheiten verbunden sind.
Darin eröffnet sich ein neuer Horizont für unsere Gesundheit und Lebensgestaltung. Menschen können ihre Lebensbedingungen in erheblichem Maße mitgestalten und manche schädlichen Belastungen vermindern. Je besser wir verstehen, wie epigenetische Mechanismen funktionieren und in welchen Zeiträumen sie sich verändern, desto gezielter können wir erforschen, welche Veränderungen unserer Lebensbedingungen eine gesundheitsfördernde Genregulation unterstützen.
Moderne epigenetische Methoden ermöglichen es, entsprechende Veränderungen zu messen und ihre Entwicklung im Zeitverlauf zu verfolgen. So entstehen neue Möglichkeiten, den Einfluss unserer Umwelt wissenschaftlich zu untersuchen und daraus fundierte Ansätze für Prävention, Gesundheit und Lebensqualität abzuleiten.
Die meisten Körperzellen besitzen im Zellkern weitgehend dieselbe genetische Information. Sie nutzen jedoch unterschiedliche Teile davon. Eine Hautzelle benötigt andere aktive Gene als eine Nervenzelle. Epigenetische Mechanismen helfen, diese unterschiedlichen Programme aufzubauen und über Zellteilungen hinweg zu erhalten.
Aus einer gemeinsamen Ausgangszelle können so viele spezialisierte Zelltypen entstehen. Auf den unterschiedlichen Entwicklungspfaden zu einer Hautzelle oder einer Nervenzelle werden zahlreiche Zwischenstadien durchlaufen, die ebenfalls epigenetisch reguliert werden. Die Epigenetik prägt damit sowohl die Entwicklung einer Zelle als auch die Aufrechterhaltung ihrer spezialisierten Funktion.
Bei der DNA-Methylierung werden kleine chemische Gruppen, sogenannte Methylgruppen, an bestimmte DNA-Bausteine angeheftet. Beim Menschen geschieht das überwiegend an CpG-Stellen: Positionen, an denen die DNA-Bausteine Cytosin und Guanin direkt aufeinanderfolgen.
Diese Markierungen bilden charakteristische, zelltypspezifische Muster, die sich über das gesamte Genom einer Zelle erstrecken. Die Gesamtheit dieser Methylierungsmuster wird als Methylom bezeichnet. Die DNA-Methylierung gehört zu den am besten untersuchten epigenetischen Mechanismen, durch die unser Genom mit zusätzlichen Informationen versehen und seine Nutzung reguliert wird.
Ihre Wirkung hängt davon ab, wo die Markierungen liegen und in welchem biologischen Zusammenhang sie auftreten. Mehr Methylierung bedeutet deshalb nicht überall automatisch weniger Genaktivität. Entscheidend ist das passende Muster.
In einer menschlichen Körperzelle mit einem doppelten Chromosomensatz können an der DNA Größenordnungen von rund 80 Millionen Methylgruppen vorliegen. Die tatsächliche Zahl unterscheidet sich je nach Zelltyp und Zustand.
Damit dieses umfangreiche Muster bei Zellteilungen erhalten bleibt, verfügen Zellen über leistungsfähige molekulare Mechanismen. Während der Verdopplung der DNA erkennen spezielle Proteine die vorhandenen Markierungen und ergänzen die Methylierung an den neu gebildeten DNA-Strängen. Dadurch werden die Muster mit hoher Genauigkeit in den Tochterzellen wiederhergestellt. Das trägt wesentlich dazu bei, dass diese die charakteristischen Eigenschaften und Funktionen ihrer Ausgangszelle bewahren. Zugleich können sich Methylierungsmuster während der Entwicklung, durch Umwelteinflüsse oder bei Erkrankungen verändern.
Aus meiner Sicht liegt hierin ein wichtiger Schlüssel zur Erhaltung von Gesundheit und guter Lebensqualität mit zunehmendem Alter: Die zellulären Mechanismen sollten so erhalten und unterstützt werden, dass die für die jeweilige Zellidentität wichtigen Methylierungsmuster der Mutterzellen möglichst genau in den Tochterzellen wiederhergestellt werden. Eine solche verlässliche Weitergabe trägt dazu bei, dass erneuerte Zellen ihre spezialisierten Aufgaben bewahren. Zu verstehen, wie sich diese epigenetische Stabilität langfristig erhalten lässt, ist deshalb ein wichtiger Forschungsansatz für gesundes Altern.
Die dafür benötigten Methylgruppen stellt die Zelle über ein eng abgestimmtes Stoffwechselnetz bereit: den sogenannten Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel. Dabei spielen Nährstoffe aus unserer Nahrung eine wichtige Rolle, darunter Methionin, Folat und Cholin. Der unmittelbare Methylgruppenlieferant für die DNA-Methylierung ist das körpereigene Molekül S-Adenosylmethionin, kurz SAM.
Hier wird eine konkrete biochemische Brücke zwischen Ernährung, Umwelt und Genregulation sichtbar. Unser Körper enthält Billionen kernhaltiger Zellen; eine umfassende Untersuchung schätzt ihre Zahl für einen erwachsenen Referenzmenschen auf rund sieben Billionen; das zugrunde liegende Modell beschreibt einen erwachsenen Mann. Manche Zellpopulationen erneuern sich innerhalb weniger Tage, andere sehr langsam; manche spezialisierten Zellen teilen sich kaum noch. Zellteilung und weitere Stoffwechselprozesse erfordern deshalb eine kontinuierlich verfügbare, sorgfältig regulierte Versorgung mit Methylgruppen.
Darin liegt ein wichtiger Ansatz zum Verständnis eines langen Lebens in guter Gesundheit und Lebensqualität: Wie können Ernährung und Lebensbedingungen dazu beitragen, die epigenetische Regulation unserer Zellen zu erhalten? Entscheidend ist dabei ein möglichst gut abgestimmtes biologisches Lebensgleichgewicht. Die kontinuierliche Bereitstellung der benötigten Methylgruppen in ausreichender Menge bildet eine wichtige Voraussetzung dafür, dass sich teilende Körperzellen ihre Methylierungsmuster zuverlässig wiederherstellen und die charakteristischen Eigenschaften und Funktionen an ihre Tochterzellen weitergeben können. Ein besseres Verständnis dieser Versorgung und ihrer Regulation eröffnet die Perspektive, Gesundheit und Lebensqualität zu unterstützen und Alterungsprozesse günstig zu beeinflussen.
Unsere Zellen reagieren auf Signale aus dem Körper und seiner Umwelt. Ernährung, Tabakrauch und andere Einflüsse können dabei auch epigenetische Muster beeinflussen. Die Epigenetik ist somit eine wichtige Verbindung zwischen Lebensbedingungen und der Regulation unserer Gene.
Ein gut untersuchtes Beispiel ist das Rauchen: Große Studien zeigen charakteristische Unterschiede der DNA-Methylierung im Blut von Rauchern und Nichtrauchern. Solche Zusammenhänge helfen, biologische Auswirkungen von Umweltbelastungen zu erforschen.
Ein besonders anschauliches Beispiel ist die Agouti-Maus. Bei Tieren mit der sogenannten Aᵛʸ-Variante kann ein eingefügter, ursprünglich retroviraler DNA-Abschnitt das Agouti-Gen dauerhaft aktivieren. Ist dieser Abschnitt wenig methyliert, sind die Tiere häufig gelb und neigen zu Übergewicht, Störungen des Zuckerstoffwechsels bis hin zu Diabetes und – abhängig vom genetischen Hintergrund – zu bestimmten Tumoren. Wird der Abschnitt stärker methyliert und dadurch stillgelegt, entsteht häufiger ein brauner, stoffwechselgesünderer Phänotyp.
Waterland und Jirtle zeigten 2003, dass die Ernährung der Mutter dieses Muster beeinflussen kann: Eine zusätzliche Versorgung mit Folat, Vitamin B12, Cholin und Betain erhöhte die DNA-Methylierung am betreffenden Genort und verschob die Fellfarben der Nachkommen in Richtung Braun. Die Studie belegte damit unmittelbar einen Einfluss mütterlicher Ernährung auf Methylierung und Genregulation. Gemessen wurden Methylierung und Fellfarbe; die Krankheitsanfälligkeit des gelben Phänotyps ist aus weiteren Untersuchungen dieses Mausmodells bekannt.
Auch beim Menschen finden sich Hinweise auf langfristige Folgen früher Ernährungsbedingungen. Während des niederländischen Hungerwinters 1944/45 waren Schwangere einer schweren Unterernährung ausgesetzt. Bei Menschen, die um die Zeit ihrer Zeugung davon betroffen waren, fanden Heijmans und Kollegen noch rund 60 Jahre später eine geringere DNA-Methylierung in einer Regulationsregion des Wachstumsfaktorgens IGF2 als bei ihren nicht exponierten, gleichgeschlechtlichen Geschwistern.
Eine weitere, 2013 veröffentlichte Studie untersuchte insgesamt 360 erwachsene Personen der Enkelgeneration und verglich dabei Nachkommen von Eltern, die vor ihrer Geburt dem Hunger ausgesetzt gewesen waren, mit Nachkommen nicht exponierter Eltern. Kinder von Männern, die selbst bereits im Mutterleib dem Hunger ausgesetzt gewesen waren, hatten im Mittel ein um 4,9 Kilogramm höheres Körpergewicht und einen um 1,6 Einheiten höheren Body-Mass-Index als Kinder nicht exponierter Väter. Bei Kindern entsprechend exponierter Mütter zeigte sich dieser Zusammenhang nicht. Unterschiede im allgemeinen Gesundheitszustand wurden in dieser Untersuchung nicht festgestellt.
Diese Befunde machen deutlich, wie weit die Bedeutung früher Lebensbedingungen reichen kann. Die Enkelstudie allein beweist jedoch keine Vererbung veränderter DNA-Methylierung: Sie erfasste Körpermaße und Gesundheitsangaben, nicht die Übertragung bestimmter epigenetischer Markierungen. Zusammen mit den Methylierungsbefunden liefert sie wichtige Anknüpfungspunkte, um das Zusammenspiel von Ernährung, Entwicklung und späterer Gesundheit zu erforschen.
Ja. Epigenetische Muster verändern sich während der Entwicklung und können auch später auf innere und äußere Einflüsse reagieren. Manche Veränderungen sind vorübergehend, andere bleiben länger bestehen. Wie veränderlich ein Muster ist, hängt unter anderem vom Zelltyp und vom jeweiligen Mechanismus ab. Daraus folgt keine beliebige Steuerbarkeit unserer Gene: Die Forschung untersucht genau, welche Veränderungen welche Folgen haben.
Für unsere Gesundheit liegt darin eine zentrale Chance: Viele epigenetische Veränderungen sind grundsätzlich reversibel, können sich also wieder zurückbilden. Solche Rückbildungsprozesse brauchen jedoch mitunter Zeit. Nach einem Rauchstopp beispielsweise können sich bestimmte Methylierungsmuster schrittweise wieder denen von Nichtrauchern annähern; je nach untersuchter Stelle kann dies Monate bis Jahre dauern, während andere Veränderungen deutlich länger bestehen bleiben. Die Rückbildungsfähigkeit hängt vom jeweiligen Muster, vom Zelltyp und von den Lebensbedingungen ab. Ein besseres Verständnis dieser zeitlichen Abläufe hilft uns, langfristige Veränderungen unserer Lebensbedingungen und ihre biologischen Auswirkungen einzuordnen.
In Krebszellen können sowohl die DNA-Sequenz als auch ihre epigenetische Regulation verändert sein. Beispielsweise können Gene, die das Zellwachstum begrenzen, durch veränderte Regulation an Aktivität verlieren.
Charakteristische epigenetische Muster lassen sich messen. Je nach Krebsart und untersuchtem Marker können sie zur Diagnose, zur Einschätzung des Krankheitsverlaufs oder zur Auswahl einer Behandlung beitragen. Hier setzt auch meine Forschung an epigenetischen Biomarkern an.
Umgekehrt besitzen auch gesunde Zellen charakteristische Methylierungsmuster. Immunzellen, Vorläuferzellen der Blutbildung, Leberzellen und die Zellen anderer Organe tragen jeweils epigenetische Merkmale, die zu ihrer Identität und spezialisierten Funktion gehören. Solche Muster bilden wichtige Referenzen, um einen physiologischen Zustand von krankheitsassoziierten Veränderungen zu unterscheiden.
Diese Perspektive reicht über den einmaligen Nachweis einer Erkrankung hinaus: Wiederholte epigenetische Untersuchungen eröffnen die Möglichkeit, ausgewählte molekulare Zustände fortlaufend zu begleiten und Veränderungen im Zeitverlauf sichtbar zu machen. Zellfreie DNA im Blut kann dabei Spuren unterschiedlicher Zelltypen enthalten. Mit geeigneten, für die jeweilige Fragestellung geprüften Markern lassen sich daraus Informationen über Zellherkunft, Zellschädigung oder veränderte Regulation gewinnen. Darin liegt das Potenzial eines langfristigen epigenetischen Monitorings von Gesundheit und Erkrankung.
Mit dem Alter verändern sich bestimmte Muster der DNA-Methylierung. Forschende nutzen solche Muster für sogenannte epigenetische Uhren: statistische Modelle, die aus Messdaten ein Alter schätzen. Sie helfen, Alterungsprozesse und Unterschiede zwischen Menschen zu untersuchen.
Ein solcher Messwert beantwortet für sich allein nicht, wie gesund ein Mensch ist oder wie lange er leben wird. Mich interessiert, wie ein besseres Verständnis der epigenetischen Regulation dazu beitragen kann, Gesundheit und Lebensqualität im Alter zu erhalten.
Gemeinsam mit meinen Kollegen habe ich ein epigenetisches Verfahren entwickelt, das einen wichtigen Aspekt der epigenetischen Integrität anhand einer Blutprobe messbar macht. Mit der idiolokal normierten methylierungsspezifischen Echtzeit-PCR untersuchen wir Methylierungsmuster der repetitiven LINE-1- und Alu-Elemente in zellfreier DNA. Unsere publizierten Ergebnisse zeigen einen altersabhängigen Verlust dieser Markierungen und einen stärkeren Verlust bei Rauchern.
Die im Blut untersuchte zellfreie DNA trägt molekulare Informationen aus unterschiedlichen Zellen des Körpers, darunter Immunzellen, Vorläuferzellen der Blutbildung und Leberzellen. Mit unserem Verfahren untersuchen wir die Methylierungsmuster dieser DNA und gewinnen so einen übergreifenden Einblick in einen wichtigen Aspekt der epigenetischen Integrität der in der Probe vertretenen Körperkompartimente. Mein Ziel ist, den Messwert als Surrogatmarker – also als indirekten molekularen Hinweis – auf epigenetische Stabilität, den aktuellen Gesundheitszustand, die Anfälligkeit für Erkrankungen und Aspekte des biologischen Alterns nutzbar zu machen. Wiederholte Messungen eröffnen dabei die Perspektive, alters- und umweltbezogene Veränderungen zu verfolgen und die Auswirkungen veränderter Lebensbedingungen wissenschaftlich zu untersuchen.
Vertiefen Sie die Themen Krebsmedizin, gesundes Altern und Evolution oder entdecken Sie meine wissenschaftlichen Veröffentlichungen.
Von wissenschaftlichen Erkenntnissen zur medizinischen Anwendung
Krebszellen hinterlassen molekulare Spuren. Meine Forschung konzentriert sich auf charakteristische epigenetische Veränderungen am hTERT-Gen. Dieses Gen ist für eine zentrale Komponente der Telomerase verantwortlich – eines Enzyms, das vielen Krebszellen eine anhaltende Teilungsfähigkeit ermöglicht.
In bestimmten Bereichen der hTERT-Regulation finden sich bei zahlreichen Krebsarten auffällige Muster der DNA-Methylierung. Diese chemischen Markierungen bilden die Grundlage des EpihTERT-Konzepts. Ich untersuche sie als epigenetisches Malignitätssignal: eine molekulare Spur, die Hinweise auf bösartig veränderte Zellen und ihre biologischen Eigenschaften geben kann.
Wissenschaftlicher Hintergrund · hTERT-Epigenetik, 2024
Die wissenschaftliche Literatur zeigt, dass bestimmte hTERT-Methylierungsmuster Tumorgewebe von gesundem Vergleichsgewebe unterscheiden können. Beim Prostatakarzinom wurde außerdem gezeigt, dass eine stärkere Methylierung der TERT Hypermethylated Oncological Region (THOR) mit höheren Gleason-Werten, invasivem Wachstum und einem erhöhten Rückfallrisiko zusammenhängt.
Daraus ergeben sich Perspektiven für die Früherkennung und die Prognose: Krebs möglichst früh nachweisen und besser einschätzen, welche Erkrankungen besonders bedrohlich sind. Ein weiteres Ziel ist die Nachsorge. Wiederholte Untersuchungen sollen künftig helfen, verbleibende Tumoraktivität oder einen möglichen Rückfall frühzeitig zu erkennen. Wie zuverlässig EpihTERT diese Aufgaben erfüllt, wird in weiterführenden klinischen Studien geprüft.
Für den Nachweis nutzen wir die idiolokal normierte methylierungsspezifische PCR. Vereinfacht gesagt wird ein ausgewählter DNA-Abschnitt gezielt vervielfältigt, wobei sein Methylierungsmuster die Messung bestimmt. Die Normierung hilft, Verzerrungen durch veränderte DNA-Kopienzahlen in Tumorzellen zu berücksichtigen. Das Verfahren lässt sich auch auf DNA aus formalinfixierten und in Paraffin eingebetteten Gewebeproben anwenden, beispielsweise aus Biopsien.
Ein weiterer Zugang sind Körperflüssigkeiten. Beim Untergang von Tumorzellen werden DNA-Fragmente freigesetzt, die ihre stabilen epigenetischen Markierungen behalten. Ihr Anteil an der gesamten zellfreien DNA ist in Tumoren häufig relativ hoch. Solche zellfreien DNA-Spuren lassen sich gezielt auf charakteristische Methylierungsmuster untersuchen.
Besonders interessant ist der Urin beim Urothelkarzinom, etwa bei Blasenkrebs: Tumoren der Harnwege können ihre DNA direkt in den Urin abgeben. Als wesentliche lokale Quellen nicht tumorstämmiger zellfreier DNA kommen vor allem gesunde Zellen der Harnwegsschleimhaut, Nierenzellen und Immunzellen infrage. Durch die unmittelbare Freisetzung in den Urin kann die Tumor-DNA dort einen erheblichen Anteil der zellfreien DNA ausmachen. Das schafft günstige Voraussetzungen, um charakteristische epigenetische Tumorsignale nachzuweisen.
Gerade beim Blasenkrebs ist eine möglichst frühzeitige Erkennung entscheidend. Häufig gibt erst Blut im Urin den Anlass für eine ärztliche Untersuchung. Dieses Warnzeichen tritt in vielen Fällen in späten Krankheitsstadien auf. Darin liegt eine wichtige Perspektive unserer molekularen Urinuntersuchung: Tumorsignale möglichst schon vor dem Auftreten erkennbarer Beschwerden nachzuweisen.
Der Verlust von DNA-Methylierung an LINE-1-Elementen, die sogenannte LINE-1-Hypomethylierung, ist ein charakteristischer epigenetischer Befund, der bereits in frühen Stadien des Urothelkarzinoms auftritt. Unsere Arbeit von 2014 zeigte, dass sich Unterschiede der LINE-1-Methylierung in zellfreier Urin-DNA empfindlich nachweisen lassen – auch zwischen Blasenkrebspatienten und gesunden Vergleichspersonen. Zusammen bilden diese Befunde eine wichtige Grundlage für die Entwicklung nichtinvasiver Untersuchungen zur frühen Erkennung des Urothelkarzinoms.
Das Grundprinzip erinnert an die DNA-Spurensuche in der Kriminalistik: Kleine Mengen genetischen Materials werden gezielt vervielfältigt und untersucht. Hier suchen wir nach stabilen epigenetischen Merkmalen von Krebszellen. Diese sind zuverlässig, höchst sensitiv und reproduzierbar nachweisbar.
Ich möchte EpihTERT für möglichst viele Krebsarten und klinisch wichtige Fragestellungen systematisch validieren. Dabei untersuche ich den Marker sowohl allein als auch in Kombination mit weiteren von uns ermittelten krebsspezifischen Markern. Mein Ziel ist eine breit einsetzbare Plattformtechnologie, die Patienten und behandelnde Ärzte von der frühen Erkennung über die Einschätzung des Krankheitsverlaufs bis zur Nachsorge unterstützt.
Ausgewählte Publikationen ansehenAustausch und Zusammenarbeit
Ich freue mich über wissenschaftliche Kooperationen sowie über den Austausch mit klinischen Einrichtungen und industriellen Partnern. Besonders offen bin ich für gemeinsame Projekte zur klinischen Validierung epigenetischer Biomarker und zur epigenetischen Methodenentwicklung. Gemeinsam möchte ich dazu beitragen, wissenschaftliche Erkenntnisse in verlässliche medizinische Anwendungen zu überführen.
Prof. PD Dr. Simeon Santourlidis
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Stand: 14. Oktober 2026
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Stand: 14. Oktober 2026 · Entwurf für den vorgesehenen Webspace-Betrieb
