Biobankinnovation könnte zielgerichtete Leukämiebehandlungen ermöglichen
Eine akute myeloische Leukämie (AML) ist eine Erkrankung, bei der sich weiße Blutkörperchen unkontrolliert vermehren und rote Blutkörperchen und Blutplättchen verdrängt werden. Dies kann Ermüdungserscheinungen, Blutungen und eine hohe Infektionsgefahr hervorrufen. „Ungeachtet unseres Verständnisses der zugrundeliegenden Mechanismen können aktuelle Behandlungen lediglich zwischen 40 und 50 % der jüngeren Patientinnen und Patienten und 10 bis 20 % der älteren Patientinnen und Patienten heilen“, sagt PNANOMED-Projektkoordinator Michael Heuser, Forschungsmediziner an der Medizinischen Hochschule Hannover in Deutschland. Eine zentrale Herausforderung für die Behandlung dieser Erkrankung ist, dass sich diese bei den Patientinnen und Patienten sehr unterschiedlich verhält. Selbst bei einzelnen Patientinnen und Patienten können leukämische Zellen sehr unterschiedlich sein, und viele dieser Zellen sprechen auf keine Behandlung an. Die Schwierigkeit der Entwicklung klinischer Modelle, die diese Komplexität abbilden, ist ein Hindernis für bahnbrechende Forschung gewesen.
Innovationen beim Screening
Um diese Herausforderung anzugehen, wurde im Rahmen des Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramms das Projekt PNANOMED mit Blick auf mehre Hauptziele gestartet. Heuser wollte eine genetisch charakterisierte Biobank von Xenotransplantaten (Gewebe, das von einer Art auf eine andere Art transplantiert werden kann, in diesem Fall vom Menschen auf Mäuse) für eine akute myeloische Leukämie einrichten. Daraufhin versuchte er, die Mutationen in diesen Xenotransplantatmodellen zu charakterisieren und ausgehend davon effektive Strategien zu ermitteln, mit denen die tumorverursachende Wirkung dieser mutierten Gene gestoppt werden kann. „Diese Biobank an menschlichen AML-Zellen wurden auf immungeschädigte Mäuse transplantiert“, erklärt er. „Unsere Fähigkeit zur reihenweisen Transplantation dieser von Patientinnen und Patienten abgeleiteten Leukämiezellen ermöglicht uns das Screening von Therapeutika, die leukämiebezogene mutierte Gene anvisieren.“ Durch dieses Verfahren entdeckten Heuser und sein Team, dass die Kombination von Azacitidin (ein Wirkstoff, der Gene aktiviert, welche das Wachstum und die Teilung von Krebszellen stoppen) und einem anderen Krebsmedikament mit der Bezeichnung Trametinib das Überleben der Mäuse im Vergleich zu einer Behandlung mit einem einzelnen Wirkstoff erheblich verlängerte. Das Projektteam konnte zudem ein hocheffizientes und nicht toxisches nanopartikelbasiertes Verabreichungssystem für kleine RNS-Stücke (siRNA) entwickeln, welche die Aktivität von krebsverursachenden Genen abschalten. Das Verabreichungssystem ähnelt den Verabreichungssystemen, die derzeit für mRNA-SARS-CoV-2-Impfstoffe entwickelt werden und Heuser geht davon aus, dass der breitere Einsatz dieser Technologie auch Krebspatientinnen und -patienten zugutekommt.
Schlüsselbegriffe
PNANOMED, AML, Leukämie, Blutkrebs, Krebs, Biobank, RNS, Zellen, Gene