Forschungslabor

​Die IC/BPS ist eine schwere Erkrankung der Harnblase, die bislang unverstanden ist und für die nur sehr begrenzte Behandlungsoptionen zur Verfügung stehen. Wir untersuchen die Expression und Verteilung von verschiedenen Rezeptoren in humanen Gewebeproben mit histologischen und molekularbiologischen Methoden (Immunofluoreszenz, Western Blotting, real-time quantitative PCR).

Wir haben zudem eine fluoreszenztechnische Methode etabliert (PLA, proximity ligation assay), die den Nachweis von Protein-Protein-Interaktionen und Kolokalisation in fixiertem Gewebe erlaubt und nutzen diese Methode um Einblicke in das Rezeptor-Trafficking innerhalb von Harnblasenzellen zu gewinnen. Ziel der Forschung ist das bessere Verständnis der Etiologie und Pathologie der IC/BPS und die Suche nach einem neuen Behandlungsansatz.

Publikationen (Auswahl):

• Berndt-Paetz M, Herbst L, Weimann A, Gonsior A, Stolzenburg JU, Neuhaus J. Highly specific detection of muscarinic M3 receptor, G protein interaction and intracellular trafficking in human detrusor using Proximity Ligation Assay (PLA). Acta Histochem. 2018; 120:329-339. doi:10.1016/j.acthis.2018.03.004.
• Schwalenberg T, Berger FP, Horn LC, Thi PH, Stolzenburg JU, Neuhaus J. Intravesical Glycosaminoglycan Replacement with Chondroitin Sulphate (Gepan((R)) instill) in Patients with Chronic Radiotherapy- or Chemotherapy-Associated Cystitis. Clin Drug Investig. 2015; 35:505-512. doi:10.1007/s40261-015-0306-6.
• Neuhaus J, Schwalenberg T. Intravesical treatments of bladder pain syndrome/interstitial cystitis. Nat Rev Urol. 2012; 9:707-720. doi:10.1038/nrurol.2012.217.
• Neuhaus J, Schulte-Baukloh H, Stolzenburg JU, Speroni di Fenizio P, Horn LC, Ruffert H, Hartenstein S, Burger M, Schulze M, Schwalenberg T. Individual receptor profiling as a novel tool to support diagnosis of bladder pain syndrome/interstitial cystitis (BPS/IC). World J Urol. 2012; 30:693-700. doi:10.1007/s00345-011-0774-0.
• Schwalenberg T, Stolzenburg JU, Ho TP, Mallock T, Hartenstein S, Alexander H, Zimmermann G, Hohenfellner R, Denzinger S, Burger M, Horn LC, Neuhaus J. Enhanced urothelial expression of human chorionic gonadotropin beta (hCGbeta) in bladder pain syndrome/interstitial cystitis (BPS/IC). World J Urol. 2012; 30:411-417. doi:10.1007/s00345-011-0755-3.

Die Photodynamische Therapie ist eine mögliche Therapieoption des Harnblasenkarzinoms. Sie verwendet sogenannte Photosensibilatoren, um mithilfe von Licht die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zu erzeugen, um Tumorzellen abzutöten. Zur Behandlung des invasiven Harnblasenkarzinoms verwenden wir einen speziellen, mit langwelligem Licht (760 nm) anregbaren Photosensibilisator (Tetrahydroporphyrin-tetratosylate, THPTS) mit dem auch die Abtötung von Tumorzellen in einer Gewebetiefe von bis zu 15 mm möglich ist. Wir untersuchen die molekularen Mechanism, die zum Zelltod nach PDT führen in humanen Tumorellkulturen als auch in Harnblasenkarzinomzellen aus der Ratte. In Vorbereitung einer späteren translationalen Anwendung im Menschen verwenden wir ein orthotopes Rattenmodell, um die minimalinvasive Methode in vivo zu testen.

Publikationen (Auswahl):

• Berndt-Paetz M, Weimann A, Sieger N, Schastak S, Riyad YM, Griebel J, Arthanareeswaran VKA, Stolzenburg JU, Neuhaus J. Tetrahydroporphyrin-tetratosylat (THPTS): A near-infrared photosensitizer for targeted and efficient photodynamic therapy (PDT) of human bladder carcinoma. An in vitro study. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2017; 18:244-251. doi:10.1016/j.pdpdt.2017.02.017.
• Walther J, Schastak S, Dukic-Stefanovic S, Wiedemann P, Neuhaus J, Claudepierre T. Efficient photodynamic therapy on human retinoblastoma cell lines. PLoS One. 2014; 9:e87453. doi:10.1371/journal.pone.0087453.
• Riyad YM, Naumov S, Schastak S, Griebel J, Kahnt A, Haupl T, Neuhaus J, Abel B, Hermann R. Chemical modification of a tetrapyrrole-type photosensitizer: tuning application and photochemical action beyond the singlet oxygen channel. J Phys Chem B. 2014; 118:11646-11658. doi:10.1021/jp507270k.
• Neuhaus J, Schastak S, Berndt M, Walther J, Dietel A, Sieger N, Stolzenburg JU. [Photodynamic therapy of bladder cancer. A new option]. Urologe A. 2013; 52:1225-1232. doi:10.1007/s00120-013-3306-2.

Als ​Liquid Biopsy werden neue Biomarker genannt, die eine Analyse aus Flüssigkeiten (z.B. Urin, Blut oder Seminalplasma) erlauben.

Urin kann vollständig nicht-invasiv gewonnen werden und ist reich an Metaboliten, Proteinen und Peptiden, die die Grundlage für die Entwicklung von Biomarkern für verschiedene urologische und andere Erkrankungen bilden können. Wir suchen mit einer interdisziplinären Forschergruppe nach Biomarker-Signaturen für das Harnblasenkarzinom, das Prostatakarzinom und die IC / BPS.

Zum Nachweis von kleinen Peptiden (<17kDa) haben wir die CE-MS (Capillary Electrophoresis-Mass spectroscopy) verwendet und entdeckten aussichtsreiche Peptidmuster sowohl für das Harnblasenkarzinom aus Urin als auch für das Prostatakarzinom aus Seminalplasma. In neueren Arbeiten verwenden wir zum Nachweis von Metaboliten die ¹H-NMR (Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy) mit der sich über tausend Metabolite im Urin und im Blut nachweisen lassen. Durch den Vergleich mit gesunden Probanden bzw. mit anderen Patientengruppen, lassen sich Muster erarbeiten, die für die Erkrankung oder den Krankheitsverlauf spezifisch sind. Damit können solche Biomarker-Signaturen dabei helfen, die Erkrankung frühzeitig zu erkennen oder den Krankheitsverlauf vorauszusagen und können so eine auf den Patienten individuell zugeschnittene Therapie ermöglichen.

Publikationen (Auswahl):

• Neuhaus J, Yang B. Liquid Biopsy Potential Biomarkers in Prostate Cancer. Diagnostics. 2018; 8:68. doi:10.3390/diagnostics8040068.
• Yang B, Liao GQ, Wen XF, Chen WH, Cheng S, Stolzenburg JU, Ganzer R, Neuhaus J. Nuclear magnetic resonance spectroscopy as a new approach for improvement of early diagnosis and risk stratification of prostate cancer. J Zhejiang Univ Sci B. 2017; 18:921-933. doi:10.1631/jzus.B1600441.
• Neuhaus J, Schiffer E, Mannello F, Horn LC, Ganzer R, Stolzenburg JU. Protease Expression Levels in Prostate Cancer Tissue Can Explain Prostate Cancer-Associated Seminal Biomarkers-An Explorative Concept Study. Int J Mol Sci. 2017; 18doi:10.3390/ijms18050976.
• Neuhaus J, Schiffer E, von W, Philine, Bauer HW, Leung H, Siwy J, Ulrici W, Paasch U, Horn L-C, Stolzenburg JU. Seminal Plasma as a Source of Prostate Cancer Peptide Biomarker Candidates for Detection of Indolent and Advanced Disease. PLoS ONE. 2013; 8:e67514. doi:doi:10.1371/journal.pone.0067514.
• Schiffer E, Vlahou A, Petrolekas A, Stravodimos K, Tauber R, Geschwend JE, Neuhaus J, Stolzenburg JU, Conaway MR, Mischak H, Theodorescu D. Prediction of muscle-invasive bladder cancer using urinary proteomics. Clin Cancer Res. 2009; 15:4935-4943. doi:10.1158/1078-0432.CCR-09-0226.

Obwohl die Harnblase seit vielen Jahren intensiv erforscht wird sind viele Details noch ungeklärt. So sind bislang nicht alle Zelltypen hinreichend charakterisiert, die in ihrem Zusammenspiel ein einwandfreies Funktionieren der Harnblase und des UHT ermöglichen. Dementsprechend sind auch noch zahlreiche Fragen hinsichtlich der Physiologie und der Pathophysiologie offen. Unsere Arbeitsgruppe erforscht seit vielen Jahren die Anatomie und Histologie des UHT und hat so wichtige Erkenntnisse zur Funktion des muskulären Verschlußapparates der Harnblase und der Urethra erzielen können. Diese Erkenntnisse sind direkt in die operativen Techniken z.B. der radikalen Prostatektomie und Zystektomie eingeflossen.

In neueren Arbeiten haben wir die Feinstruktur der Harnblase bis hin zur 3D-Elektronenmikroskopischen Analyse untersucht. Wir konnten die interstitiellen Zellen der Harnblase immunhistochemisch charakterisieren und auch Besonderheiten in ihrer Morphologie auf ultrastrukturelem Niveau aufzeigen.

Publikationen (Auswahl):

• Neuhaus J, Schröppel B, Dass M, Zimmermann H, Wolburg H, Fallier-Becker P, Gevaert T, Burkhardt CJ, Do HM, Stolzenburg JU. 3D-electron microscopic characterization of interstitial cells in the human bladder upper lamina propria. Neurourol Urodyn. 2018; 37:89-98. doi:10.1002/nau.23270.
• Steiner C, Gevaert T, Ganzer R, De Ridder D, Neuhaus J. Comparative immunohistochemical characterization of interstitial cells in the urinary bladder of human, guinea pig and pig. Histochem Cell Biol. 2018; doi:10.1007/s00418-018-1655-z.
• Gevaert T, Neuhaus J, Vanstreels E, Daelemans D, Everaerts W, Der Aa FV, Timmermans JP, Roskams T, Steiner C, Pintelon I, De Ridder D. Comparative study of the organisation and phenotypes of bladder interstitial cells in human, mouse and rat. Cell Tissue Res. 2017; 370:403-416. doi:10.1007/s00441-017-2694-9.
• Gevaert T, Ridder D, Vanstreels E, Daelemans D, Everaerts W, Aa FV, Pintelon I, Timmermans JP, Roskams T, Steiner C, Neuhaus J. The stem cell growth factor receptor KIT is not expressed on interstitial cells in bladder. J Cell Mol Med. 2017; 21:1206-1216. doi:10.1111/jcmm.13054.
• Neuhaus J, Weimann A, Stolzenburg JU, Dawood W, Schwalenberg T, Dorschner W. Histamine receptors in human detrusor smooth muscle cells: physiological properties and immunohistochemical representation of subtypes. World J Urol. 2006; 24:202-209.
• Neuhaus J, Weimann A, Stolzenburg JU, Wolburg H, Horn LC, Dorschner W. Smooth muscle cells from human urinary bladder express connexin 43 in vivo and in vitro. World J Urol. 2002; 20:250-254.
• Dorschner W, Stolzenburg JU, Neuhaus J. Structure and function of the bladder neck. Adv Anat Embryol Cell Biol. 2001; 159:I-XII, 113 p.

• LSM 800 Laserscanning-Mikroskop (Carl Zeiss, Jena) mit großer Inkubationskammer für das Live Cell Imaging.
• Calcium Imaging set-up (Olympus XI 71 mit Till Photonics Calcium Imaging Anlage)
• Mastercycler^® ep realplex (Eppendorf, Hamburg)
• Western Blotting
• Zellkultur, Paraffineinbettung und - Schnitttechnik, Gefrierschnitte, Immunohistologie
• Proximity ligation assays (Fluoreszenz in situ Hybridisierungstechnik)
• Datenverarbeitung und 3D-Analyse von Fluoreszenzmarkierungen (HuygensSoftware, Scientific Volume Imaging, Hilversum, The Netherlands)
• 3D-Rekonstruktion aus EM-Schnittserien (Amira for Life Sciences, ThermoFisher Scientific)