2021 Februar - Johannes Gojo

DDr. Johannes Gojo

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, Februar 2021

Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Herrn
DDr. Johannes Gojo aus Anlass der im Top-Journal „Cancer Cell“ (IF 26.6) erschienenen Arbeit
„Single-Cell RNA-Seq Reveals Cellular Hierarchies and Impaired Developmental Trajectories in
Pediatric Ependymoma“ [1]. Die multidisziplinäre Studie entstand im Rahmen eines Forschungsaufenthalts sowie enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Assoc. Prof.ⁱⁿ M. G. Filbin (Dana-Farber Cancer Institute und der Harvard Medical School bzw. dem Broad Institute of MIT in Boston), der Arbeitsgruppe von Dr. M. Kool (Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg, Deutschland), und den Arbeitsgruppen von Univ. Prof. Dr. Mag. W. Berger (Institut für Krebsforschung), Dr. René Geyeregger (St.-Anna-Kinderkrebsforschung), Ao.Univ.Prof.ⁱⁿ Dr.ⁱⁿ Christine Haberler (Klinisches Institut für Neurologie) und Assoc. Prof. Dr. Christian Dorfer (Univ. Klinisch für Neurochirurgie).

Ependymom: Erkenntnisse zur Tumorentstehung und neue Therapieansätze

Ependymome sind seltene Hirntumoren, die bei Kindern und bei Erwachsenen auftreten können. Es handelt es sich um eine heterogene Tumorgruppe, mit mindestens 9 molekularen Subtypen und es war lange nicht bekannt, warum manche dieser Tumore ein gute Prognose und manche einen sehr aggressiven Verlauf aufweisen und weiters warum die Ependymome von Kindern besonders häufig mit einer schlechten Prognose verbunden sind [2].
Die nun publizierte Studie nutzte modernste Methoden wie das Single Cell Sequencing, um einzelne Tumorzellen genomweit zu analysieren und ihre molekularbiologischen Eigenschaften zu beschreiben. Dabei zeigte sich, dass Ependymome sehr heterogen sind, also aus vielen Zellen mit unterschiedlichen Eigenschaften bestehen, was die Behandlung erschwert.
In ihrer Studie konnten Gojo et al. zeigen, dass Ependymome aus sehr verschiedenen Tumorzelltypen bestehen, die innerhalb eines Tumors auftreten. Ein Vergleich dieser Zellpopulation zu physiologischen Zelltypen ergab, dass diese stammzellartigen Ependymomzellen sehr wahrscheinlich aus radialen Glia Zellen, den vermutlichen Ursprungzellen von Ependymomen, entstehen. Die Bedeutung von Stammzelleigenschaften und deren mögliche prognostische Relevanz in Ependymomen konnte Gojo bereits in einer Vorstudie nachweisen [3].
Diese undifferenzierte Zellpopulation steht am Ursprung eines intratumoralen Entwicklungsstammbaums, welcher sich in die verschiedenen Zelltypen verzweigt. Die differenzierteren Zellpopulationen zeigen ebenso eine große Ähnlichkeit mit normalen Gehirnzellen und lassen sich differenzierteren neuronen-artigen, astrozyten-artigen und ependymom-artigen Zelltypen zuordnen. Zudem konnte in der Studie ein wesentlicher Unterschied im zellulären Aufbau der unterschiedlichen molekularen Gruppen beschrieben werden. Jene mit aggressivem Verlauf weisen viele unreife Zellen auf, das heißt, sie sind Stammzellen sehr ähnlich. Tumoren, bei denen sich ein Großteil der Zellen in einem ausgereifteren Zustand befand, zeigten eine günstigere Prognose. Dieses Ergebnis könnte einen Ansatzpunkt für neue Therapiekonzepte liefern.
In einem weiteren Schritt konnten darüber hinaus neue therapeutische Ansatzpunkte, welche spezifisch in den aggressiveren Zellpopulationen aktiviert sind, identifiziert werden. Erste Tests in diese Richtung zeigten sich sehr vielversprechend, bedürfen aber noch genauerer Untersuchungen in weiterführenden Studien.
Zusammenfassend konnte mit dieser Studie erstmals der zelluläre Aufbau von Ependymomen untersucht werden. Die Identifizierung eines intratumoralen zellulären Stammbaums und möglicher neuer Therapieansätze liefert essentielle Informationen zur Entwicklung effektiverer Therapien für diese seltene Hirntumorerkrankung.

Wissenschaftliches Umfeld

Die Forschungstätigkeit von Johannes Gojo begann bereits während des Studiums, wo er am Institut für Krebsforschung (AG Prof. Walter Berger) tätig war. Innerhalb der „inter-university research platform for Translational Cancer Therapy Development“ war er an der Erforschung von Metallkomplexen mit Anti-Krebs-Wirkung beteiligt. Mit Beginn seiner Ausbildung an der Univ. Klinik für Kinder- und Jugendheilkunde in der Abteilung für pädiatrische Neuro-Onkologie (Prof.ⁱⁿ Slavc) begann er seine Arbeit auf dem Feld der translationalen Onkologie wobei er eine Forschungsplattform für pädiatrische Hirntumore unter Einbeziehung des Instituts für Krebsforschung (Prof. Walter Berger), des Instituts für Neurologie (Prof.ⁱⁿ Haberler) und der Univ. Klinik für Neurochirurgie (Prof. Czech, Dr. Dorfer, Dr.ⁱⁿ Lötsch) aufgebaut wurde. Diese Plattform konnte sich schon an internationalen Projekten wie dem IMI2-Projekt ITCC-P4 („A comprehensive pediatric preclinical proof-of-concept platform to enable clinical molecule development for children with cancer“) und dem TRANSCAN-2 Projekt BRCAddict („Harnessing BRCAness as a therapeutic target in high-risk pediatric solid tumors”) beteiligen.
In seiner Forschungsarbeit unterhält Johannes Gojo enge Kooperationen mit Forschungsgruppen an renommierten internationalen Partnerinstituten wie dem DKFZ/KiTZ (Deutsches Krebsforschungszentrum und Kinder Tumorzentrum, Heidelberg, Deutschland; AG Stefan Pfister, Kristian Pajtler, Marcel Kool) oder dem Broad Institute (Cambridge, MA, USA; AG Mariella Filbin). An beiden Institutionen konnte er auch schon Forschungsauftenthalte absolvieren, wobei unter anderem die in „Cancer Cell „erschienene Arbeit entstand.
Ein weiterer Schwerpunkt seiner translationalen Arbeit liegt in der Erforschung und Etablierung präzisionmedizinischer Therapieansätze für Hirntumore. So leitet er das Tumorboard „Pediatric Precision Medicine CNS“ welches in enger Kooperation mit internationalen Partner wie der Masaryk Universität in Brünn (Prof. Sterba) sowie den obengenannten Kooperationspartnern durchgeführt wird.

Zur Person

Dr. Gojo wurde 1985 in Bregenz geboren. Er studierte von 2004 bis 2006 Biologie an der Alberts-Ludwigs-Universität in Freiburg i. Br. (Deutschland), sowie von 2006 bis 2012 Humanmedizin an der Medizinischen Universität Wien und Molekulare Biologie an der Universität Wien. 2018 schloss er sein PhD-Studium im Programm „Clinical Neurosciences“ (Betreuung: Prof.ⁱⁿ Haberler) ab.

Ausgewählte Literatur

1. J. Gojo et al., “Single-cell RNA-seq reveals cellular hierarchies and impaired developmental trajectories in pediatric ependymoma,” Cancer Cell, vol. 38, pp. 44–59, 2020.
2. K. W. Pajtler et al., “Molecular Classification of Ependymal Tumors across All CNS Compartments, Histopathological Grades, and Age Groups,” Cancer Cell, vol. 27, no. 5, pp. 728–743, May 2015.
3. J. Gojo et al., “Telomerase activation in posterior fossa group A ependymomas is associated with dismal prognosis and chromosome 1q gain,” Neuro. Oncol., vol. 19, no. 9, pp. 1183–1194, 2017.