INTeRCePT: Einzelzellperspektive ausnutzen und Behandlungsresistenz überwinden: Blutkrebs bei Kindern und Erwachsenen

Problem: Hohe Rückfallrate und Entwicklung von Therapieresistenz bei Blutkrebsbehandlung

Ziel: Rückfallrate durch optimierte Behandlungsstrategien auf Basis der molekularen Signatur von Tumor- und Immunzellen reduzieren

Das Forschungsteam um Thorsten Zenz möchte herausfinden, auf welche Therapien sowohl Kinder als auch Erwachsene mit Blutkrebs am besten ansprechen. Dazu wird in Zürich eine «Innovationsklinik» für Patientinnen und Patienten, die von einem Rückfall betroffen sind, aufgebaut. Analysen von Tumormaterial und gesunden Blutzellen erlauben es, eine detaillierte Karte der Therapieantwort auf Einzelzellebene zu erstellen. Dies verbessert das Verständnis für das Verhalten von Tumor- und gesunden Immunzellen und ihre Reaktion auf unterschiedliche Therapien.

Für die Anwendung in der klinischen Praxis wird eine einfachere Testmethode entwickelt – der sogenannte ‹INTeRCePT Assay›. Dieses Verfahren ist so gestaltet, dass es trotz reduzierter Komplexität alle für die behandelnden Onkologinnen und Onkologen wichtigen Information liefert. In klinischen Studien soll dieser Assay validiert und auf seine Praxistauglichkeit getestet werden. Ziel dieses neuartigen Präzisionsonkologie-Verfahrens ist es, die Ansprechrate der Patientinnen und Patienten auf die Therapie um 50 % zu steigern

Ausgewählte Forschungsergebnisse

Es wurde ein ex-vivo Testprogramm entwickelt, mit dem Tumorproben über längere Zeit hinweg auf Einzelzellebene unter dem Einfluss medikamentöser Behandlungen untersucht werden können. Dies erlaubt es, sowohl intra- und extrazelluläre Prozesse als auch deren Reaktion auf die medikamentöse Behandlung dynamisch zu erfassen. Damit lässt sich die Rolle von klonalen Treibern des Tumorwachstums und die Wechselwirkung zwischen Tumor- und Immunzellen besser verstehen.

Durch die Analyse der DNA einzelner Lymphomzellen konnte die klonale Struktur der Tumorzellen genau beschrieben werden. Diese Erkenntnisse helfen, genetische Daten und die Wirkung von Medikamenten auf diese Zellklone besser zu verstehen. Basierend auf diesen Ergebnissen und in Kombination mit weiteren sogenannten Multi-omics-Analysen wurde die medikamentöse Behandlung individuell angepasst. Aktuell laufen weitere Studien und Analysen, um diese Ansätze weiter zu optimieren.

Die Ergebnisse der bisherigen Forschung bilden die Grundlage für die Entwicklung des INTeRCePT Assays, eines prädikativen Testprogramms von geringer Komplexität, das in klinischen Studien eingesetzt werden soll. Erste Resultate werden in Kürze publiziert, während parallel weiterführende Datenanalysen zur Integration von Multi-omics-Daten durchgeführt werden. Der nächste Schritt ist die Überprüfung dieser Resultate in klinischen Studien.

Klinische Studien

In diesem Kontext wurde ein Datensatz mit über 300 Proben von 40 Lymphom-Patientinnen und -Patienten erstellt, die unterschiedliche Behandlungen erhalten haben – darunter auch eine CD19-CAR-T-Zelltherapie. Da die Proben vor und nach der CAR-T-Zellbehandlung zu mehreren Zeitpunkten entnommen wurden, konnte ein einzigartiger Datensatz gewonnen werden, mit dem sich Veränderungen in der Immunantwort und in der Tumor-Mikroumgebung dynamisch verfolgen lassen.

Mit weiterführenden Biomedizininformatik-Analysen sollen nun neue therapeutische Strategien entwickelt werden, um die Wirksamkeit der CAR-T-Zelltherapie zu verbessern. Diese Analysen sollen innerhalb des kommenden Jahres abgeschlossen werden.

Aufgrund aktueller Anpassungen in der Standardtherapie von B-Zell Non-Hodgkin Lymphomen wurde das Studiendesign nach Rücksprache mit dem wissenschaftlichen Beirat überarbeitet. Der Fokus liegt jetzt auf der Validierung des INTeRCePT Assays. Dies ist ein wichtiger Durchbruch, der die Grundlage für zukünftige Studien und optimierte Behandlungsstrategien bildet, um spätere interventionelle Studien gezielter vorzubereiten.

Ausblick

In den kommenden zwölf Monaten sollen die laufenden Experimente und Analysen abgeschlossen werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem besseren Verständnis der Immunlandschaft bei Non-Hodgkin Lymphomen. Mithilfe von Multi-omics-Analysen sollen prognostische Biomarker und Zielmoleküle für neue therapeutische Interventionen identifiziert werden. Der INTeRCePT Assay wird dabei die Effizienz der Analysen verbessern und helfen, Patientengruppen in zukünftigen Studien besser zu klassifizieren und so gezieltere Therapien zu ermöglichen. Für die Innovationsklinik werden zudem standardisierte Strukturen für klinische Studien und ein sicheres Datensystem geschaffen. Die Daten von über 300 registrierten Patientinnen und Patienten – einschliesslich Behandlungsverlauf und Biobank-Daten – werden dokumentiert und für die Forschung zugänglich gemacht. Dies soll die Entwicklung personalisierter Therapien weiter vorantreiben.

 

Involvierte Gruppen:

  • Thorsten Zenz: Klinik für Medizinische Onkologie und Hämatologie, Universitätsspital Zürich
  • Burkhard Becher: Institut für Experimentelle Immunologie, Universität Zürich
  • Nico Beerenwinkel: Departement für Biosysteme, ETH Zürich
  • Jean-Pierre Bourquin: Onkologie, Universitäts-Kinderspital Zürich
  • Stefanie Kreutmair: Klinik für Medizinische Onkologie und Hämatologie, Universitätsspital Zürich
  • Wolfgang Huber: Quantitative Biologie und Statistik, EMBL Heidelberg
  • Andreas Moor: Departement für Biosysteme, ETH Zürich
  • Berend Snijder: Departement Biologie, ETH Zürich

Blutkrebs personalisiert behandeln

«Ziel ist es, die Wirkung neuer Medikamente für Lymphome und Leukämie zu testen und dadurch eine hochpräzise Vorhersage zu ermöglichen.»

Das Projekt im Überblick

Leitung:

 

Prof. Dr. med. Thorsten Zenz
Klinik für Medizinische Onkologie und Hämatologie, Universitätsspital Zürich

 

Dauer: 2021 – 2026

 

Hochschulen: ETH Zürich, Universität Zürich

 

Spitäler: Universitätsspital Zürich, Kinderspital Zürich

 

Forschende: ca. 25

 

Kooperationspartner: EMBL Heidelberg

Patienten: 100 (über 5’000 Proben)