Angewandte Tumorbiologie Teil des Pathologischen Instituts
Angewandte Tumorbiologie Teil des Pathologischen Instituts
Kliniken & Institute … Institute Pathologisches Institut… Angewandte… Pathogenese MSI

Tumorbiologie mikrosatelliten-intabiler (MSI) Tumoren

Projektleiter

 

Mitarbeiter 

  • Aysel Ahadova (PhD-Studentin)
  • Seda Ballikaya (Dipl. Biologin)
  • Jenny Lee (Dipl. Biologin)
  • Anna Tikiszhieva (Dipl. Biologin)
  • Anita Voigt (Mol. Biotechnologie, MSc)
  • Petra Hoefler (PTA)
  • Marcel Karl (BTA)
  • Beate Kuchenbuch (MTA)
  • Gergana Bozukova (cand. med.)
  • Fabian Echterdieck (cand. med.)
  • Cathrin Huth (cand. med.)
  • Laura Staffa (cand. med.)
  • Terence Osere (Auszubildender)

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Forschungsgebiet

Die Arbeitsgruppe interessiert sich für die Molekulare Diagnostik und Pathogenese erblicher kolorektaler Karzinome. Schwerpunkt der Untersuchungen bilden die beiden häufigsten familären Formen kolorektaler Karzinome: Familäre Adenomatöse Polyposis (FAP, OMIM#175100) und Hereditäres Nicht-Polypöses Colon Carcinom (HNPCC, OMIM#120435). Im Rahmen der Forschung sollen neue Verfahren zur Diagnostik und Therapie von Tumoren mit Mikrosatelliteninstabilität entwickelt und evaluiert werden. Diese Projekte werden in enger Kooperation mit dem EMBL (European Molecular Biology Laboratory, Arbeitsgruppe Bioinformatik, PD Dr. P. Bork) und dem Institut für Biochemie (Universität Erlangen, Prof. Dr. C.M. Becker) durchgeführt.

 

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Projekte

Molekulare Diagnostik

Für HNPCC Patienten wird die molekulare Diagnostik bisher nur im Rahmen von Forschungsprojekten an akademischen Zentren durchgeführt und evaluiert. Unsere Arbeitsgruppe ist eines von sieben ausgewählten klinischen Zentren, die in einem von der Deutschen Krebshilfe geförderten Verbundprojekt an der Etablierung von Richtlinien und Standards für die molekulare Diagnostik von HNPCC beteiligt ist. Unsere Diagnostikstrategie beruht auf: (i) der Erfassung von HNPCC Patienten und deren Familien durch international festgelegte klinisch-histopathologische Auswahlkriterien (Bethesda Kriterien) unter Anwendung eines interdisziplinären Beratungskonzeptes; (ii) der Analyse von Tumorgewebe auf Mikrosatelliteninstabilität (MSI); (iii) der immunhistochemischen Expressionsanalyse (IHC) von DNA Mismatch Reparatur (MMR) Proteinen im Tumorgewebe; (iv) der DNA Sequenzanalyse aus Patientenblut zur Identifizierung von Keimbahnmutationen in den MMR Genen. Basierend auf dieser Strategie wurden von bisher bei etwa 100 HNPCC Familien aus dem Heidelberger HNPCC Register der Chirurgischen Klinik Keimbahnmutationen in den MMR Genen identifiziert.

 

Forschung

Wissenschaftlicher Schwerpunkt ist die Identifizierung und Charakterisierung von Frameshift Mutationen in Genen mit kodierenden Mikrosatelliten (cMS) und deren Bedeutung für die Karzinogenese von MSI Tumoren. Kürzlich haben wir eine systematische Suche nach solchen cMS Gensequenzen im gesamten menschlichen Genom durchgeführt und für einige dieser cMS Kandidatengene Frameshift Mutationen in MSI Tumoren gefunden (cMSI). Laufende Untersuchungen sollen folgende spezifischen Fragestellungen beantworten i) Korrelation von klinisch-histo-pathologischen Manifestationen mit Art und Muster von cMS Frameshift Mutationen ii) Frequenz und zeitliches Auftreten von cMS Frameshift Mutationen während der Tumorprogression (Präneoplasie, Karzinom, Metastase) iii) Gewebsspezifische Unterschiede im cMS Mutationsprofil von MSI Tumoren verschiedener Organe (Colon, Endometrium, Magen, Urothel) iv) Klassifizierung von Frameshift Mutationen in cMS Kandidatensequenzen nach RealTarget Genen (relevant für MSI Karzinogenese) und ByStander Genen (pathogenetisch irrelevant). Weitere zukünftige Ziele sind die Entwicklung hochleistungsfähiger molekulardiagnostischer Systeme zur MSI Typisierung und cMS Mutationsanalytik auf der Basis der Massenspektrometrie (MALDI-TOF) und deren Verwendung für die molekulare Routinediagnostik in der Klinik sowie die Anwendung von cMS Frameshift Mutationen und Frameshift Peptiden für Diagnostik und Therapie von MSI Tumoren.

 

Pathogenese DNA-Reparatur-defizienter Kolonkarzinome: Funktion und pathophysiologische Bedeutung ‚echter Zielgene‘ der Mikrosatelliteninstabilität

Die meisten Mutationen in kodierenden Mikrosatelliten bleiben folgenlos für die betroffenen Zellen, oder führen zu deren Absterben. Einige jedoch sind vermutlich kausal an der Progression der Tumore von benignen zu malignen Stadien beteiligt (‚echte Zielgene‘ der MSI). Anhand eines statistischen Modells konnten wir bisher 18 Gene identifizieren, deren Mutationsrate auf einen solchen kausalen Zusammenhang mit der Tumorprogression schließen lässt. Unser Ziel ist es, die genaue Funktion dieser Gene zu charakterisieren, um ihre Beteiligung an der Signaltransduktion und folglich ihren Beitrag zum Tumorgeschehen aufzuklären.

 

Online-Datenbank: Selektierte Zielgene der MSI-H-Tumorigenese: www.seltarbase.org

 

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Förderung

Deutsche Krebshilfe

Verein zur Förderung der Krebsforschung in Deutschland e.V.

 

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Publikationen

  • Reuschenbach M, Sommerer C, Hartschuh W, Zeier M, von Knebel Doeberitz M, Kloor M. Absence of Mismatch Repair Deficiency-Related Microsatellite Instability in Non-Melanoma Skin Cancer. J Invest Dermatol. 2011 Oct 20. doi: 10.1038/jid.2011.326. [Epub ahead of print]
    PubMed Abstract.
  • Lee J, Li L, Gretz N, Gebert J, Dihlmann S. Absent in Melanoma 2 (AIM2) is an important mediator of interferon-dependent and -independent HLA-DRA and HLA-DRB gene expression in colorectal cancers. Oncogene. 2011 Aug 1. doi: 10.1038/onc.2011.320. [Epub ahead of print]
    PubMed Abstract.
  • Kloor M, Voigt AY, Schackert HK, Schirmacher P, von Knebel Doeberitz M, Bläker H. Analysis of EPCAM Protein Expression in Diagnostics of Lynch Syndrome. J Clin Oncol.  2011 Jan 10;29(2):223-7. Epub 2010 Nov 29.
    PubMed abstract.
  • Patsos G, Germann A, Gebert J, Dihlmann S. Restoration of absent in melanoma 2 (AIM2) induces G2/M cell cycle arrest and promotes invasion of colorectal cancer cells. Int J Cancer. 2010 Apr 15;126(8):1838-49.
    PubMed abstract.
  • Michel S, Kloor M, Singh S, Gdynia G, Roth W, von Knebel Doeberitz M, Schirmacher P, Bläker H. Coding microsatellite instability analysis in microsatellite unstable small intestinal adenocarcinomas identifies MARCKS as a common target of inactivation. Mol Carcinog. 2010 Feb;49(2):175-82.
    PubMed abstract.
  • Woerner SM, Yuan YP, Benner A, Korff S, von Knebel Doeberitz M, Bork P. SelTarbase, a database of human mononucleotide-microsatellite mutations and their potential impact to tumorigenesis and immunology. Nucleic Acids Res. 2010 Jan;38(Database issue):D682-9.
    PubMed abstract.
  • Michel S, Linnebacher M, Alcaniz J, Voss M, Wagner R, Dippold W, Becker C, von Knebel Doeberitz M, Ferrone S, Kloor M. Lack of HLA class II antigen expression in microsatellite unstable colorectal carcinomas is caused by mutations in HLA class II regulatory genes. Int J Cancer.  2009 Dec 9;127(4):889-898.
    PubMed abstract.
  • Patsos G, André S, Roeckel N, Gromes R, Gebert J, Kopitz J, Gabius HJ. Compensation of loss of protein function in microsatellite-unstable colon cancer cells (HCT116): a gene-dependent effect on the cell surface glycan profile. Glycobiology. 2009 Jul;19(7):726-34.
    PubMed abstract.
  • Roeckel N, Woerner SM, Kloor M, Yuan YP, Patsos G, Gromes R, Kopitz J, Gebert, J. High frequency of LMAN1 abnormalities in colorectal tumors with microsatellite instability. Cancer Res. 2009 Jan 1;69(1):292-9.
    PubMed abstract. Cancer Res fulltext. see also at Seltarbase.
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    PubMed abstract. BMC Cancer fulltext. see also at Seltarbase.
  • Woerner SM, Kloor M, Schwitalle Y, Youmans H, von Knebel Doeberitz M, Gebert J and Dihlmann S. The putative tumor suppressor AIM2 is frequently affected by different genetic alterations in microsatellite unstable colon cancers. Genes Chromosomes Cancer, 2007 Dec;46(12):1080-9.
    PubMed abstract. Genes Chromosomes Cancer fulltext. see also at Seltarbase.
  • Kloor M, Michel S, Buckowitz B, Ruschoff J, Buttner R, Holinski-Feder E, Dippold W, Wagner R, Tariverdian M, Benner A, Schwitalle Y, Kuchenbuch B, von Knebel Doeberitz M. Beta2-microglobulin mutations in microsatellite unstable colorectal tumors. Int J Cancer. 2007 Jul 15;121(2):454-8.
    PubMed abstract. Int J Cancer fulltext. see also at Seltarbase.
  • Eckert A, Kloor M, Giersch A, Ahmadi R, Herold-Mende C, Hampl JA, Heppner FL, Zoubaa S, Holinski-Feder E, Pietsch T, Wiestler OD, von Knebel Doeberitz M, Roth W, Gebert J. Microsatellite instability in pediatric and adult high-grade gliomas. Brain Pathol. 2007 Apr;17(2):146-50.
    PubMed abstract. Brain Pathol fulltext.
  • Goecke T, Schulmann K, Engel C, Holinski-Feder E, Pagenstecher C, Schackert HK, Kloor M, Kunstmann E, Vogelsang H, Keller G, Dietmaier W, Mangold E, Friedrichs N, Propping P, Kruger S, Gebert J, Schmiegel W, Rueschoff J, Loeffler M, Moeslein G; German HNPCC Consortium. Genotype-phenotype comparison of German MLH1 and MSH2 mutation carriers clinically affected with Lynch syndrome: a report by the German HNPCC Consortium. J Clin Oncol. 2006 Sep 10;24(26):4285-92.
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  • Davalos V, Dopeso H, Velho S, Ferreira AM, Cirnes L, Diaz-Chico N, Bilbao C, Ramirez R, Rodriguez G, Falcon O, Leon L, Niessen RC, Keller G, Dallenbach-Hellweg G, Espin E, Armengol M, Plaja A, Perucho M, Imai K, Yamamoto H, Gebert JF, Diaz-Chico JC, Hofstra RM, Woerner SM, Seruca R, Schwartz S, Arango D. High EPHB2 mutation rate in gastric but not endometrial tumors with microsatellite instability. Oncogene 2007, 26(2), 308-11.
    PubMed abstract. Oncogene fulltext. see also at Seltarbase.
  • German HNPCC Consortium; Muller A, Beckmann C, Westphal G, Bocker Edmonston T, Friedrichs N, Dietmaier W, Brasch FE, Kloor M, Poremba C, Keller G, Aust DE, Fass J, Buttner R, Becker H, Ruschoff J. Prevalence of the mismatch-repair-deficient phenotype in colonic adenomas arising in HNPCC patients: results of a 5-year follow-up study. Int J Colorectal Dis. 2006, 21(7):632-41.
    PubMed abstract. Int J Colorectal Dis. fulltext.
  • Woerner SM, Kloor M, von Knebel Doeberitz M, Gebert JF. Microsatellite instability in the development of DNA mismatch repair deficient tumors. Cancer Biomarkers 2006, 2(1-2), 69-86.
    PubMed abstract. Cancer Biomarkers fulltext.
  • Baehring J, Sutter C, Kadmon M, von Knebel Doeberitz M, Gebert J. A 'Nonsense' Mutation Leads to Aberrant Splicing of hMLH1 in a German Hereditary Non-polyposis Colorectal Cancer Family. Fam Cancer 2006, 5(2), 195-9.
    PubMed abstract. Fam Cancer fulltext.
  • Plaschke J, Linnebacher M, Kloor M, Gebert J, Cremer FW, Tinschert S, Aust DE, von Knebel Doeberitz M, Schackert HK. Compound heterozygosity for two MSH6 mutations in a patient with early onset of HNPCC-associated cancers, but without hematological malignancy and brain tumor. Eur J Hum Genet. 2006 May, 14(5), 561-6.
    PubMed abstract. Eur J Hum Genet fulltext.
  • Kloor M, Schwitalle Y, von Knebel Doeberitz M, Wentzensen N. Tetranucleotide repeats in coding regions: no evidence for involvement in EMAST carcinogenesis. J Mol Med. 2006 Jan 17, 1-5
    PubMed abstract. J Mol Med fulltext.
  • Alazzouzi H, Davalos V, Kokko A, Domingo E, Woerner SM, Wilson AJ, Konrad L, Espin E, Armengol M, Imai K, Yamamoto H, Mariadason JM, Gebert JF, Aaltonen LA, Schwartz S Jr, Arango D. Mechanisms of inactivation of the receptor tyrosine kinase EPHB2 in colorectal tumors. Cancer Res. 2005 Nov 15, 65(22), 10170-10173.
    PubMed abstract. Cancer Res fulltext. Supplementary Data. see also at Seltarbase.
  • Findeisen P, Kloor M, Merx S, Sutter C, Woerner SM, Dostmann N, Benner A, Dondog B, Pawlita M, Dippold W, Wagner R, Gebert J, von Knebel Doeberitz M. T25 Repeat in the 3' Untranslated Region of the CASP2 Gene: A Sensitive and Specific Marker for Microsatellite Instability in Colorectal Cancer. Cancer Res. 2005 Sept 15, 65(18), 8072-8078.
    PubMed abstract. Cancer Res fulltext. see also at Seltarbase.
  • Kloor M, von Knebel Doeberitz M, Gebert JF. Molecular testing for microsatellite instability and its value in tumor characterization. Expert Rev Mol Diagn. 2005 Jul, 5(4), 599-611.
    PubMed abstract. Expert Rev Mol Diagn fulltext.
  • Kloor M, Becker C, Benner A, Woerner SM, Gebert J, Ferrone S, von Knebel Doeberitz M. Immunoselective pressure and human leukocyte antigen class I antigen machinery defects in microsatellite unstable colorectal cancers. Cancer Res. 2005 Jul 15, 65(14): 6418-24.
    PubMed abstract. Cancer Res fulltext. see also at Seltarbase.
  • Buckowitz A, Knaebel HP, Benner A, Blaker H, Gebert J, Kienle P, von Knebel Doeberitz M, Kloor M. Microsatellite instability in colorectal cancer is associated with local lymphocyte infiltration and low frequency of distant metastases. Br J Cancer. 2005 May 9, 92(9), 1746-53.
    PubMed abstract. Br J Cancer fulltext.
  • Woerner SM, Kloor M, Mueller A, Rueschoff J, Friedrichs N, Buettner R, Buzello M, Kienle P, Knaebel HP, Kunstmann E, Pagenstecher C, Schackert HK, Moeslein G, Vogelsang H, von Knebel Doeberitz M, Gebert JF, and the German HNPCC Consortium. Microsatellite Instability of Selective Target Genes in HNPCC-Associated Colon Adenomas. Oncogene 2005, Apr 7, 25(15), 2525-2535.
    PubMed abstract. Oncogene fulltext.
  • Kloor M, Sutter C, Wentzensen N, Cremer FW, Buckowitz A, Keller M, von Knebel Doeberitz M, Gebert J. A large MSH2 Alu insertion mutation causes HNPCC in a German kindred. Hum Genet. 2004 Oct, 115(5), 432-8.
    PubMed abstract. Hum Genet fulltext.
  • Woerner SM, Benner A, Sutter C, Schiller M, Keller G, Yuan, Y.P, Bork P, von Knebel Doeberitz M, Gebert, JF. Carcinogenesis of MSI-H Cancer of the Colorectum Stomach and Endometrium. Real Common Target Genes and Bystander Genes. Oncogene 2003, Apr 17, 22(15), 2226-2235.
    PubMed abstract. Oncogene fulltext. Supplemental Material. see also at Seltarbase.
  • Bonk T, Humeny A, Gebert J, Sutter C, von Knebel Doeberitz M, Becker CM. MALDI-TOF-MS based detection of coding microsatellite instability. A novel diagnostic approach to mismatch repair deficient hereditary nonpolyposis (HNPCC) and sporadic colecteral cancer. Clin Chem. 2003 Apr, 49(4), 552-561.
    PubMed abstract. Clin Chem fulltext.
  • Keller M, Jost R, Haunstetter CM, Kienle P, Knaebel HP, Gebert J, Sutter C, von Knebel Doeberitz M, Cremer F, Mazitschek U. Comprehensive Genetic Counseling for Families At Risk for HNPCC. Impact on Distress and Perceptions. Genet. Test. 2002, 6, 291-302.
    PubMed abstract. Genet Test fulltext.
  • Bonk T, Humeny A, Sutter C, Gebert J, von Knebel Doeberitz M, Becker CM. Molecular diagnosis of familial adenomatous polyposis (FAP). Advanced genotyping of adenomatous polyposis coli (APC) alleles by MALDI-TOF mass spectrometry. Clin. Biochem. 2002, 35, 87-92.
    PubMed abstract. Clin Biochem fulltext.
  • Foulkes WD, Thiffault I, Gruber SB, Horwitz M, Shia, J, Markowitz A, Figer A, Friedman E, Hamel N, Farber D, Greenwood CM, Walsh T, Marcus V, Tomsho L, Gebert J, Bressac-de Paillerets B, Weitzel J, Gordon PH, MacNamara E, King MC, Hampel H, de la Chapelle A, Boyd J, Offit K, Rennert G, Chong G, Ellis NA. The founder mutation MSH2*1906G>C is an important cause of Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer in the Ashkenazi Jewish population. Am J Hum Genet 2002, 71, 1395-1412.
    PubMed abstract. Am J Hum Genet fulltext.
  • Grips E, Wentzensen N, Sutter C, Sedlaczek O, Gebert J, Weigel R, Schwartz A, von Knebel Doeberitz M, Hennerici M. Glioblastoma multiforme als Manifestation des Turcot-Syndroms. Der Nervenarzt 2002, 73, 177-182.
    PubMed abstract. Der Nervenarzt fulltext.
  • Müller W, Burgart LJ, Krause-Paulus R, Thibodeau S, Almeida M, Brocker T, Boland CR, Sutter C, Jass JR, Lindblom A, Lubinski J, MacDermott K, Maher E, Morreau H, Mueller A, Oliani C, Orntoft T, Ponz De Leon M, Rosty C, Rodriguez-Bigas M, Rueschoff J, Ruskiewicz A, Sabourin J, Salovaara R, Möslein G, and the ICG-HNPCC (International Collaborative Group). The value of immunohistochemistry as a prescreening method for the diagnosis of hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) - Results of an international collaborative study. Fam Cancer 2001, 1, 87-93.
    PubMed abstract. Fam Cancer fulltext.
  • Friedl W, Caspari R, Sengteller M, Uhlhaas S, Lamberti C, Jungck M, Kadmon M, Wolf M, Fahnenstich J, Gebert J, Moslein G, Mangold E, Propping P. Can APC mutation analysis contribute to therapeutic decisions in familial adenomatous polyposis? Experience from 680 FAP families. Gut 2001, 48, 515-521.
    PubMed abstract. Gut fulltext.
  • Linnebacher M, Gebert J, Rudy W, Woerner S, Yuan YP, Bork P, von Knebel Doeberitz M. Frameshift peptide-derived T-cell epitopes. a source of novel tumor-specific antigens. Int J Cancer 2001, 93, 6-11.
    PubMed abstract. Int J Cancer fulltext.
  • Woerner SM, Gebert J, Yuan YP, Sutter C, Ridder R, Bork P, von Knebel Doeberitz M. Systematic identification of genes with coding microsatellites mutated in DNA mismatch repair-deficient cancer cells. Int J Cancer 2001, 93, 12-19.
    PubMed abstract. Int J Cancer fulltext. see also at Seltarbase.
  • Wüllenweber HP, Sutter C, Autschbach F, Willeke F, Kienle P, Benner A, Bahring J, Kadmon M, Herfarth C, von Knebel Doeberitz M, Gebert J. Evaluation of Bethesda guidelines in relation to microsatellite instability. Dis Colon Rectum 2001, 44, 1281-9.
    PubMed abstract. Dis Colon Rectum fulltext.
  • Gebert J, Sun M, Ridder R, Hinz U, Lehnert T, Moller P, Schackert HK, Herfarth C, von Knebel Doeberitz M. Molecular profiling of sporadic colorectal tumors by microsatellite analysis. Int J Oncol. 200, 16, 169-179.
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  • Sutter C, Gebert J, Bischoff P, Herfarth C, von Knebel Doeberitz M. Molecular screening of potential HNPCC patients using a multiplex microsatellite PCR system. Mol Cell Probes 1999, 13, 157-65.
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  • Dihlmann S, Gebert J, Siermann A, Herfarth C, von Knebel Doeberitz M. Dominant negative effect of the APC1309 mutation. a possible explanation for genotype-phenotype correlations in familial adenomatous polyposis. Cancer Res 1999, 59, 1857-1860.
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  • Gebert JF, Dupon C, Kadmon M, Hahn M, Herfarth C, von Knebel Doeberitz M, Schackert HK. Combined molecular and clinical approaches for the identification of families with familial adenomatous polyposis coli. Ann Surg 1999, 229, 350-361.
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  • Willeke F, Hauer MP, Buchcik R, Gebert JF, Hahn M, Fitze G, Mechtersheimer G, Moller P, Saeger HD, Herfarth C, Schackert HK. Multiple endocrine neoplasia type 2-associated RET proto-oncogene mutations do not contribute to the pathogenesis of sporadic parathyroid tumors. Surgery 1998, 124, 484-490.
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  • Kirchgesser M, Albers A, Vossen R, den Dunnen J, van Ommen GJ, Gebert J, Dupont C, Herfarth C, von Knebel-Doeberitz M, Schmitz-Agheguian G. Optimized non-radioactive protein truncation test for mutation analysis of the adenomatous polyposis coli (APC) gene. Clin Chem Lab Med. 1998, 36, 567-570.
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  • Kadmon M, Tandara A, Dupon C, Gebert J, von Knebel-Doeberitz M, Herfarth C. [Mutation localization as a guide for surgical approach in familial adenomatous polyposis?]. Langenbecks Arch Chir 1998, Suppl Kongressbd. 115, 1464-1466.
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  • Bocker T, Diermann J, Friedl W, Gebert J, Holinski-Feder E, Karner-Hanusch J, von Knebel Doeberitz M, Koelble K, Moeslein G, Schackert HK, Wirtz HC, Fishel R, Ruschoff J. Microsatellite instability analysis. a multicenter study for reliability and quality control. Cancer Research 1997, 57, 4739-43.
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  • von Knebel Doeberitz M, Gebert J, Herfarth C. [Effect of molecular diagnostic procedures on surgical therapy of malignant diseases]. Review. Chirurg 1996, 67, 967-979.
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  • Gebert JF, Hahn M, Kadmon M, Herfarth C, Schackert HK. Identification of a novel germline mutation in a FAP family. Human Molecular Genetics 1994, 3, 1167-1168.
    PubMed abstract.