In einer Studie mit Patientinnen und Patienten der Universitätsspitäler Zürich und Basel untersuchen Forschende umfassend und äusserst präzise die molekularen und funktionellen Eigenheiten von Tumoren. Damit sollen Ärztinnen und Ärzte besser bestimmen können, welche Behandlung besonders gut auf die Krebserkrankung einer Patientin oder eines Patienten abgestimmt und damit wirksam ist.
Forschende der Universitätsspitäler Zürich und Basel sowie der ETH Zürich, der Universität Zürich und der Pharmafirma Roche setzten sich zum Ziel, die Diagnose von Krebsleiden mit einer Vielzahl modernster molekularbiologischer Methoden zu verbessern. Im «Tumor Profiler»-Projekt bestimmen sie bei Krebspatienten das molekulare Profil des Tumors, von dem die Wirksamkeit vieler neuer Krebsmedikamente abhängt. Dieses Profil ermöglicht es, behandelnden Ärzten personalisierte und verbesserte Therapieempfehlungen geben zu können.
Vor drei Jahren starteten die Forschenden eine gross angelegte klinische Studie bei 240 Patientinnen und Patienten, die an metastasierendem schwarzen Hautkrebs (Melanom), metastasierendem Eierstockkrebs (Ovarialkarzinom) oder an akuter myeloischer Leukämie erkrankt waren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen die Tumore dieser Studienteilnehmenden umfassend. Damit erhalten sie eine umfassende Einsicht in die zelluläre Zusammensetzung und Biologie jedes Tumors. Das Studiendesign haben die Forschenden nun in einem Beitrag für das Fachmagazin «Cancer Cell» veröffentlicht.
Untersuchungen auf Einzelzell-Ebene
Neu an der Tumor-Profiler-Studie ist, dass darin die Tumore mit einer Vielzahl sich ergänzender Methoden untersucht werden, um aus deren Kombination neue Erkenntnisse zu gewinnen. Die Studie geht somit deutlich weiter als die begrenzte Nutzung von molekularbiologischen Methoden, wie sie in führenden Spitälern eingesetzt werden. «Wir haben alle Spitzentechnologien der beteiligten Projektpartner in diesem Bereich zusammengenommen. Gemeinsam mit Ärztinnen und Ärzten aus Zürich und Basel haben wir etwas entwickelt, was die Krebsmedizin weiterbringt und den Patientinnen und Patienten dient», sagt Mitchell Levesque, Professor am Universitätsspital Zürich und einer der korrespondierenden Autoren der Fachpublikation.
Zu den Untersuchungen gehören unter anderem solche an der DNA, RNA und an den Proteinen der Krebszellen. Mit Untersuchungen auf Einzelzell-Ebene erfassen die Forschenden auch die zelluläre Vielfalt in einem Tumor, die nicht nur Tumorzellen, sondern auch Zellen des Immunsystems einschliesst. «Wir untersuchen den ganzen Tumor und seine nähere Umgebung», sagt Andreas Wicki, Leitender Arzt am Universitätsspital Zürich. Teil der Analyse sind ausserdem funktionelle Tests, bei denen im Labor Biopsien des Tumors mit Medikamenten behandelt werden, um zu bestimmen, welche Medikamente wirken. Informationen aus der medizinischen Bildgebung sowie aus weiteren Patientendaten werden ebenfalls berücksichtigt.
Einfluss auf Therapieentscheidungen
«Es kommen damit pro Patientin oder Patient riesige Datenmengen zusammen, welche wir mit datenwissenschaftlichen Methoden aufbereiten und analysieren», sagt Gunnar Rätsch, Professor an der ETH Zürich und einer der korrespondierenden Autoren der Fachpublikation. Die Tumor-Profiler-Befunde werden anschliessend den Ärztinnen und Ärzten zur Verfügung gestellt, welche sie an interdisziplinären Tumorboard-Sitzungen diskutieren. Weil detaillierte molekulare Untersuchungen in der Wissenschaft mit Begriffen bezeichnet werden, die auf -omik enden (Genomik, Transkriptomik, Proteomik), wird der Ansatz, der sehr viele «Omik-Bereiche» umfasst, als Multiomik-Ansatz bezeichnet.
«Mit der Tumor-Profiler-Studie möchten wir aufzeigen, dass der breite Einsatz von molekularbiologischen Methoden in der Krebsmedizin nicht nur machbar ist, sondern auch einen konkreten klinischen Nutzen hat», sagt Viola Heinzelmann, Chefärztin Gynäkologische Onkologie am Universitätsspital Basel. So untersuchen die Forschenden in der Studie auch, ob und welchen Einfluss die molekularen Analysen auf die Therapieentscheidungen der Ärztinnen und Ärzte hatten.
Langfristig geht es im Tumor-Profiler-Ansatz darum, die Therapieoptionen für Patientinnen und Patienten im Sinne der personalisierten Medizin zu erweitern. Dazu gehört zum Beispiel die Frage, ob Patientinnen und Patienten in bestimmten Fällen profitieren würden, wenn sie nicht mit Medikamenten der Standardtherapie behandelt würden, sondern mit Medikamenten, die für andere Krebsarten zugelassen sind. Die Datenerhebung der Tumor-Profiler-Studie wird in zwei Monaten abgeschlossen sein. Anschliessend werden die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Daten auswerten.
Diese Studie wurde zu einem Teil von Roche finanziert und zu einem anderen Teil von den beteiligten Hochschulen und Universitätsspitälern.
Zur Studie
Irmisch A et al.: The Tumor Profiler Study: Integrated, multi-omic, functional profiling for clinical decision support. Cancer Cell, 21 January 2021, doi: 10.1016/j.ccell.2021.01.004