Leonie Dolder

Pharmakoskopie Umfassende Tumoranalysen bilden die Grundlage für die Präzisionsmedizin in der Onkologie. Mit einer vollautomatisierten Plattform können ETH-Forschende neu Hunderte Wirkstoffe gegen Krebs gleichzeitig testen. Die Pharmakoskopie zeigt auf, welche Behandlung individuell am wirksamsten ist.

Das Multiple Myelom ist eine eher seltene Krebsart. Es gehört jedoch zu den häufigsten Tumoren des Knochenmarks und des blutbildenden Systems. Trotz Behandlung kehrt der Tumor häufig wieder, denn die Krebszellen werden oft resistent gegen die Medikamente. Nach mehreren Behandlungsrunden steht nicht selten keine wirksame Therapie mehr zur Verfügung. Umso wichtiger ist es, neue Wirkstoffe zu finden. Prof. Dr. Berend Snijder, Professor für molekulare Systembiologie an der ETH Zürich, testet mit seinem Team auf einer eigens entwickelten Test-Plattform verschiedene Behandlungsmethoden. Eine von ihm geleitete Studie wurde soeben in der Fachzeitschrift Nature Cancer veröffentlicht [1].

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© Rforeshpth / Dreamstime

Einzelne Zellen bestimmen Therapie

Der Molekularbiologe hat mit seinem Team 138 Knochenmarkbiopsien von 89 Myelom-Erkrankten untersucht. Dies betraf Gewebeproben aus allen Krankheitsstadien. Die Forschenden nutzen in der Studie die Pharmakoskopie, welche Berend Snijder eigens dafür entwickelt hat: Mehrere hundert verschiedene Krebsmedikamente und Kombinationen davon können dabei auf einer Platte mit 384 Vertiefungen in einem Durchgang gleichzeitig untersucht werden.

Daraus, wie die Zellen reagieren, leiten die Forschenden ab, bei welchem Betroffenen welche Behandlung am meisten Erfolg verspricht. «Wenn wir eine Knochenmarkbiopsie erhalten, sind darin sowohl gesunde Blutzellen wie auch Krebszellen zu finden. Um die beste Behandlung zu bestimmen, testen wir mehrere Medikamente gleichzeitig, und schauen, welche dieser Behandlungen die Krebszellen eliminiert, aber die gesunden Zellen nicht beeinträchtigt,» so Berend Snijder. Beim weitgehend automatisierten Ablauf wertet das System die Reaktion jeder einzelnen Zelle aus – nach 24 Stunden liegt das Resultat vor.

Beispiel für personalisierte Medizin

Berend Snijder hat die Pharmakoskopie zuerst für die Behandlung von Blutkrebs, unter anderem für Leukämie und das Multiple Myelom, etabliert. Seither hat er sie auch auf andere Krebsarten erfolgreich erweitert. Dies sei möglich, so Snijder, weil sie die Methode so weiterentwickelt haben, dass sie verschiedenste Arten von Krebsmaterial, einschliesslich Blut, Biopsien und Resektionen, verwenden können. «Unsere Vision ist es, die Pharmakoskopie in die Klinik zu bringen, um dadurch routinemässig funktionelle Tests zur anschliessend optimalen Behandlung einzusetzen.» Dies würde in einer personalisierten Behandlung der Betroffenen resultieren und damit hoffentlich deren Krankheitsverlauf verbessern. Um die Plattform für die klinische Routine zur Verfügung zu stellen, müssen er und sein Team nun die notwendigen Zertifikate für deren klinischen Einsatz erhalten.

Prof. Dr. med. Adrian Ochsenbein, Direktor und Chefarzt der Universitätsklinik für Medizinische Onkologie am Inselspital Bern, war nicht an der Studie beteiligt. Als unabhängiger Experte sagt er: «Personalisierte Medizin ist gerade in der Onkologie sehr wichtig, um die Wirksamkeit zu erhöhen und unnötige Nebenwirkungen zu vermeiden. Die Analyse der Gene des Tumors, der Tumorproteine und des Metaboloms sowie in vitro drug testing werden in Zukunft helfen, die bestmögliche Therapie zu bestimmen. Allerdings müssen all diese Methoden in einer klinischen Studie getestet werden, bevor sie bei Patientinnen und Patienten Anwendung finden können.»

Individuelle Eigenschaften als Fokus

Neue Resultate in der Krebsforschung zeigen deutlich, dass keine zwei Tumoren gleich sind [2]. Dies muss sich auch in deren Behandlung widerspiegeln, sind sich beide Experten einig. Verschiedene Formen der personalisierten Medizin, etwa aufgrund der Genetik, beeinflussen bereits heute den Krankheitsverlauf positiv. In Zukunft wird es wichtig sein, dass man die verschiedenen Aspekte der Tumor-Biologie berücksichtigt – unter anderem die genetischen Komponenten und den zellulären Aufbau des Tumors. Aufschlussreich ist aber auch, wie Tumorzellen auf Medikamente reagieren. Berend Snijder glaubt, dass dabei funktionelle Methoden wie die Pharmakoskopie eine wichtige Rolle spielen werden. Denn sie versuchen, genau diese verschiedenen Aspekte in Betracht zu ziehen. Der Experte und sein Team arbeiten daran, die Plattform weiterzuentwickeln, um auch solide Tumore wie beispielsweise Melanome und Dickdarmkrebs untersuchen zu können.

Literatur

1 Kropivsek K, Kachel P, Goetze S, et al. Ex vivo drug response heterogeneity reveals personalized therapeutic strategies for patients with multiple myeloma. Nat Cancer (2023).

2 Universitätsspital Zürich, USZ. PräzisionsOnkologie am CCCZ. https://www.usz.ch/fachbereich/comprehensive-cancer-center-zuerich/angebot/praezisionsonkologie-am-cccz/ (abgerufen am 06.07.2023).

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