Immuntherapien, die das körpereigene Immunsystem zur Bekämpfung von Krebszellen aktivieren, haben zu entscheidenden Fortschritten in der Behandlung von Tumorerkrankungen geführt. Allerdings profitieren bislang nur bestimmte Patientengruppen dauerhaft von diesen Therapien, während die zugrunde liegenden Resistenzmechanismen noch weitgehend unverstanden sind. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, vorherzusagen, welche Patientinnen und Patienten auf Immuntherapien ansprechen, und deren Wirksamkeit auf eine breitere Patientengruppe auszuweiten. In der Arbeitsgruppe Systems Immune Oncology untersuchen wir, wie dynamische Veränderungen von Zellzuständen in Tumor- und Immunzellen zur Resistenz gegenüber Immuntherapien beitragen. Mithilfe multi-modaler Einzelzell-Sequenzierung – darunter Transkriptomik, Epigenomik und Oberflächenprotein-Profilierung – analysieren wir molekulare Mechanismen, die das Ansprechen auf Immuntherapien und deren Resistenzen regulieren. Ziel ist es, neue Biomarker und therapeutische Zielstrukturen zu identifizieren.
In bisherigen Arbeiten konnten wir zeigen, dass dynamische Veränderungen von Zellzuständen und insbesondere die transkriptionelle und epigenetische Reprogrammierung von Tumorzellen entscheidend zur Resistenz gegenüber Immuntherapien beitragen (Frede et al., Nat Cell Biol, 2021). Gleichzeitig kann die transkriptionelle Reprogrammierung zur Expression neuer immuntherapeutischer Zielstrukturen auf der Zelloberfläche führen, gezeigt am Beispiel von CXCR4. Zudem haben wir untersucht, wie CAR-T-Zell-Therapien die endogene T-Zell-Landschaft beim Multiplen Myelom tiefgreifend verändern können und wie diese wiederum den Therapieerfolg beeinflusst. Zusätzlich konnten wir demonstrieren, dass gezielte Immun-Checkpoint-Blockade die Fitness erschöpfter T-Zellen wiederherstellen kann in CAR-T-resistentem Multiplen Myelom (Waldschmidt et al., 2025, Blood Advances).
Unsere aktuellen Projekte integrieren experimentelle und computergestützte Methoden, um zu verstehen, wie spezifische Zellzustände innerhalb des Tumormikromilieus entstehen und moduliert werden. Dabei untersuchen wir insbesondere die Interaktionen zwischen Immun- und Tumorzellen sowie den Einfluss des lokalen Mikromilieus auf Immundysfunktion und Tumorprogression. Durch die detaillierte Charakterisierung zellulärer Programme auf Einzelzellebene wollen wir grundlegende Mechanismen des Therapieansprechens entschlüsseln und gezielt neue Strategien entwickeln, um Resistenzen zu überwinden. Unser langfristiges Ziel ist es, personalisierte Behandlungsansätze für Patientinnen und Patienten mit hämatologischen und soliden Tumoren zu ermöglichen und damit die Wirksamkeit und Nachhaltigkeit von Immuntherapien zu verbessern.
Julia Frede studierte Molekulare Zellbiologie an der Universität Heidelberg. Im Rahmen ihres PhDs in Onkologie an der University of Cambridge forschte sie zu klonalen Dynamiken und Lineage-Tracing in Modellen des Speiseröhrenkarzinoms. Nach Abschluss ihrer Promotion setzte sie ihre Forschung als Postdoktorandin am Dana-Farber Cancer Institute und an der Harvard Medical School in Boston, USA, fort. Dort konzentrierte sie sich auf die Untersuchung von Resistenzmechanismen gegenüber Krebstherapien und Immunfunktionsstörungen beim Multiplen Myelom. Mithilfe neuartiger Einzelzell-/Multi-Omics-Strategien konnte sie komplexe Interaktionen zwischen Tumorzellen und dem Immunsystem entschlüsseln. Anschließend übernahm Julia Frede die Leitung einer Nachwuchsgruppe im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Seit Oktober 2024 ist sie Tenure-Track-Professorin für Systems Immune Oncology an der Technischen Universität München (TUM) und leitet eine interdisziplinäre Forschungsgruppe am TranslaTUM. Ihre Arbeitsgruppe erforscht mithilfe moderner Einzelzell-, räumlicher und computergestützter Technologien, wie dynamische Zellzustände und Faktoren des Tumormikromilieus das Ansprechen auf Immuntherapien beeinflussen – mit dem Ziel, neue Biomarker und therapeutische Strategien für hämatologische und solide Tumorerkrankungen zu entwickeln.
Nivolumab to restore T-cell fitness in CAR-T refractory multiple myeloma.
Waldschmidt, J.M., Sotudeh, N., Arora, S., Vijaykumar, T., Anand, P., Stuart, H., Frede, J., Campbell, T., Kaiser, S.M., Zheng, X., Munshi, N.C., Anderson, K.C., Einsele, H., Yee, A.J., Knoechel, B., Lohr, J.G., Raje, N.S. (2025). Blood Adv 9, 1132-1136. doi 10.1182/bloodadvances.2024015285
B-cell intrinsic RANK signaling cooperates with TCL1 to induce lineage-dependent B-cell transformation.
Pfeuffer, L., Siegert, V., Frede, J., Rieger, L., Trozzo, R., de Andrade Kratzig, N., Ring, S., Sarhadi, S., Beck, N., Niedermeier, S., Abril-Gil, M., Elbahloul, M., Remke, M., Steiger, K., Eichner, R., Jellusova, J., Rad, R., Bassermann, F., Winter, C., Ruland, J., Buchner, M. (2024). Blood Cancer J 14, 151. doi 10.1038/s41408-024-01123-6
Dual role of signaling pathways in myeloma requires cell type-specific targeting of ligand-receptor interactions.
Hernandez-Lopez, P., Vijaykumar, T., Anand, P., Auclair, D., Frede, J., Knoechel, B., Lohr, J.G. (2024). Blood Adv 8, 3173-3185. doi 10.1182/bloodadvances.2023011463
Loss of metabolic fitness drives tumor resistance after CAR-NK cell therapy and can be overcome by cytokine engineering.
Li, L., Mohanty, V., Dou, J., Huang, Y., Banerjee, P.P., Miao, Q., Lohr, J.G., Vijaykumar, T., Frede, J., Knoechel, B., Muniz-Feliciano, L., Laskowski, T.J., Liang, S., Moyes, J.S., Nandivada, V., Basar, R., Kaplan, M., Daher, M., Liu, E., Li, Y., Acharya, S., Lin, P., Shanley, M., Rafei, H., Marin, D., Mielke, S., Champlin, R.E., Shpall, E.J., Chen, K., Rezvani, K. (2023). Sci Adv 9, eadd6997. doi 10.1126/sciadv.add6997
Regulatory Programs of B-cell Activation and Germinal Center Reaction Allow B-ALL Escape from CD19 CAR T-cell Therapy.
Im, N.G., Guillaumet-Adkins, A., Wal, M., Rogers, A.J., Frede, J., Havig, C.C., Yang, J., Anand, P., Stegmann, S.K., Waldschmidt, J.M., Sotudeh, N., Niu, L., Voisine, J., Schweiger, M.R., Grassberger, C., Lohr, J.G., Knoechel, B. (2022). Cancer Immunol Res 10, 1055-1068. doi 10.1158/2326-6066.CIR-21-0626
Single-Cell Profiling Reveals Metabolic Reprogramming as a Resistance Mechanism in BRAF-Mutated Multiple Myeloma.
Waldschmidt, J.M., Kloeber, J.A., Anand, P., Frede, J., Kokkalis, A., Dimitrova, V., Potdar, S., Nair, M.S., Vijaykumar, T., Im, N.G., Guillaumet-Adkins, A., Chopra, N., Stuart, H., Budano, L., Sotudeh, N., Guo, G., Grassberger, C., Yee, A.J., Laubach, J.P., Richardson, P.G., Anderson, K.C., Raje, N.S., Knoechel, B., Lohr, J.G. (2021). Clin Cancer Res 27, 6432-6444. doi 10.1158/1078-0432.CCR-21-2040
Dynamic transcriptional reprogramming leads to immunotherapeutic vulnerabilities in myeloma.
Frede, J., Anand, P., Sotudeh, N., Pinto, R.A., Nair, M.S., Stuart, H., Yee, A.J., Vijaykumar, T., Waldschmidt, J.M., Potdar, S., Kloeber, J.A., Kokkalis, A., Dimitrova, V., Mann, M., Laubach, J.P., Richardson, P.G., Anderson, K.C., Raje, N.S., Knoechel, B., Lohr, J.G. (2021). Nat Cell Biol 23, 1199-1211. doi 10.1038/s41556-021-00766-y
Single-cell RNA-seq reveals developmental plasticity with coexisting oncogenic states and immune evasion programs in ETP-ALL.
Anand, P., Guillaumet-Adkins, A., Dimitrova, V., Yun, H., Drier, Y., Sotudeh, N., Rogers, A., Ouseph, M.M., Nair, M., Potdar, S., Isenhart, R., Kloeber, J.A., Vijaykumar, T., Niu, L., Vincent, T., Guo, G., Frede, J., Harris, M.H., Place, A.E., Silverman, L.B., Teachey, D.T., Lane, A.A., DeAngelo, D.J., Aster, J.C., Bernstein, B.E., Lohr, J.G., Knoechel, B. (2021). Blood 137, 2463-2480. doi 10.1182/blood.2019004547
Genomic discovery and clonal tracking in multiple myeloma by cell-free DNA sequencing.
Guo, G., Raje, N.S., Seifer, C., Kloeber, J., Isenhart, R., Ha, G., Yee, A.J., O'Donnell, E.K., Tai, Y.T., Richardson, P.G., Bianchi, G., Laubach, J.P., Warren, D., Gemme, E., Voisine, J., Frede, J., Kokkalis, A., Yun, H., Dimitrova, V., Vijaykumar, T., Meyerson, M., Munshi, N.C., Anderson, K.C., Knoechel, B., Lohr, J.G. (2018). Leukemia 32, 1838-1841. doi 10.1038/s41375-018-0115-z
A single dividing cell population with imbalanced fate drives oesophageal tumour growth.
Frede, J., Greulich, P., Nagy, T., Simons, B.D., Jones, P.H. (2016). Nat Cell Biol 18, 967-78. doi 10.1038/ncb3400
