Krebszellen abtöten, normale Zellen retten
Mit einem neuen experimentellen und computergestützten Ansatz von Forschenden aus Dänemark und Finnland könnten Betroffene mit Blutkrebs oder soliden Tumoren individuell behandelt werden. Das Forschungsteam hat öffentliche Pharmakogenomikdaten in großen Mengen in ein Modell mit maschinellem Lernen namens scTherapy eingespeist, das allein ausgehend von Einzelzell-RNS-Sequenzierung (scRNA-seq) genaue Vorhersagen zu klonspezifischen Behandlungsoptionen ausgibt. Der innovative Ansatz wurde mit finanzieller Unterstützung der EU-finanzierten Projekt REMEDI4ALL, CROC, RESIST3D und DISCOVER entwickelt. Weitere finanzielle Unterstützung erfolgte über das EU-finanzierte Projekt ERA PerMed sowie die Projekte PARIS, JAKSTAT-TARGET und CLL-CLUE, die im Rahmen grenzüberschreitender Gemeinschaftsausschreibungen aus 2020 und 2022 finanziert wurden. Ein einzelner Tumor kann aus verschiedenen Tumorzellpopulationen, oder Klonen, mit abweichenden molekularen und phänotypischen Profilen bestehen. Zur Behandlung fortgeschrittener maligner Entartungen sind also Behandlungen notwendig, die gleichzeitig mehrere Ziele anvisieren. Systematisch patientenspezifische Behandlungen zu finden, die selektiv Krebsklone hemmen, ist jedoch eine Herausforderung, da es viel mehr mögliche Wirkstoff-Dosis-Kombinationen gibt, als an Patientenzellen getestet werden könnten. In der Studie, die über „Nature Communications“ veröffentlich wurde, wird dargelegt, wie mit dem neuen Ansatz bei unterschiedlichen Betroffenen und Zellpopulationen personalisierte Behandlungsoptionen für mehrere Ziele bestimmt werden können. In den behandelten Fallstudien geht es um Blutkrebs (rezidivierende und refraktäre myeloische Leukämie) und solide Tumore (metastasierendes Ovarialkarzinom). Die Proben und Daten zum Eierstockkrebs stammten teils aus dem EU-finanzierten Projekt DECIDER.
Geringe Toxizität für gesunde Zellen
„Wir konnten zeigen, dass die vorhergesagten Kombinationen nicht nur eine synergistische Wirkung zum Abtöten der Krebszellen aufweisen, sondern auch minimale toxische Nebenwirkungen für nicht-karzinogene Zellen auslösen. Sie sind also leichter in die klinische Praxis zu überführen“, berichtet einer der Hauptautoren der Studie, Aleksandr Ianevski, in einer Pressemitteilung auf der Website der Universität Helsinki in Finnland, dem Projektträger von DECIDER und Projektpartner bei REMEDI4ALL. Ianevski ist Doktorand am Institut für Molekulare Medizin in Finnland (FIMM), einem Institut für translationale Forschung an der Universität mit Schwerpunkt auf Humangenomik und Präzisionsmedizin. Nach den Ergebnissen haben 95 % der vorhergesagten Behandlungskombinationen eine Synergie, sodass die Wirksamkeit der Behandlung verbessert werden kann. 80 % der Kombinationen wiesen auch eine geringe Toxizität für normale Zellen auf. „Für den Ansatz ist nur eine begrenzte Anzahl an primären Patientenzellen notwendig. Er ist also auf alle Patientenproben anwendbar, die für die Profilerstellung über scRNA-seq geeignet sind. Durch die selektiven Kombinationen bereits zugelassener Wirkstoffe entstehen einfache Möglichkeiten zum Repurposing für die Krebsbehandlung“, berichtet die zweite Hauptautorin Kristen Nader, auch Doktorandin am FIMM. Die Projekte ERA PerMed (ERA-Net Cofund in Personalised Medicine) und RESIST3D (Targeting drug resistance in ovarian cancer through large-scale drug-response profiling in physiologically relevant cancer organoids) sind abgeschlossen. Das Projekt CROC (Unravelling ChemoResistance mechanisms and improving first-line therapeutic strategies in high-grade serous Ovarian Carcinoma using multi-culture patient-derived organoids) endet im Dezember 2024 und DECIDER (Improved clinical decisions via integrating multiple data levels to overcome chemotherapy resistance in high-grade serous ovarian cancer) im Jahr 2026. REMEDI4ALL (BUILDING A SUSTAINABLE EUROPEAN INNOVATION PLATFORM TO ENHANCE THE REPURPOSING OF MEDICINES FOR ALL) und DISCOVER (DISCOVERing treatment from biomedical research) enden beide im Jahr 2027. Weitere Informationen: DECIDER-Projektwebsite ERA PerMed-Projektwebsite REMEDI4ALL-Projektwebsite Projekt CROC Projekt RESIST3D DISCOVER-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
DECIDER, ERA PerMed, REMEDI4ALL, CROC, RESIST3D, DISCOVER, Krebs, Krebsklon, RNS-Sequenzierung, Blutkrebs, solider Tumor, Tumor, scTherapy
