Biomarker zur Vorhersage: Wann wirken zielgerichtete Therapien?

Magenkrebs steht weltweit an fünfter Stelle der häufigsten Krebsarten. Je nach Ausbreitung des Tumors kommen für die Behandlung Operation, Chemotherapie und Strahlentherapie in Frage, wobei die Überlebensaussichten weiterhin ungünstig sind. Neue Therapien werden daher dringend benötigt.

In aktuellen Behandlungen werden Antikörper gegen Oberflächenproteine eingesetzt, die auf Tumoren in größerer Anzahl vorkommen, als auf gesunden Zellen. Docken diese Antikörper an solche Proteine an, so werden die Tumorzellen zerstört. Zu derartigen Oberflächenproteinen zählen auch EGFR und HER2. Allerdings reagieren nicht alle Magenkarzinome auf eine solche Antikörper-Behandlung, die sich gegen EGFR oder HER2 richten. Die Wirksamkeit dieser Medikamente hängt vom individuellen genetischen, Umwelt- und Entwicklungshintergrund der ­Patienten ab.

Indikatoren für diese individuellen Merkmale (sogenannte Biomarker) zu identifizieren, ist das Ziel von Professor Dr. Birgit Luber von der TU München, Dr. Dieter Maier von Biomax und weiteren Partnern. Die Wissenschaftler suchen Biomarker, die eine Vohersage ​ermöglichen, wie Patienten auf zielgerichtete Antikörper-Therapien beim Magenkarzinom ansprechen oder ob sie Resistenzen entwickeln werden.
Hierzu arbeiten Forschende aus den Bereichen Mathematik, Biologie und Medizin zusammen. Sie untersuchen, wie das Medikament Trastuzumab, das gegen das Oberflächenprotein HER2 gerichtet ist, genau wirkt und warum das Medikament Cetuximab, das gegen das Oberflächenprotein EGFR gerichtet ist und bei Darmkrebs erfolgreich eingesetzt wird, im Magenkarzinom nicht die gewünschte Wirkung zeigt. Sie überprüfen sämtliche Faktoren im Labor, die das Wachstum von Magenkarzinomen und deren Ansprechen auf eine Behandlung beeinflussen. Die Signalwege in den Tumorzellen werden ebenso untersucht wie die spezifischen Unterschiede im Verhalten der Zellen als Reaktion auf die Behandlung. Basierend auf diesen Untersuchungen erstellen sie mathematische Modelle, in denen zum einen das Wachstum von Magenkarzinomen abgebildet wird, zum anderen auch deren Ansprechen auf eine Behandlung. Über diese Modelle werden Merkmale der Zellen identifiziert, die für die jeweilige Reaktion charakteristisch sind. Diese werden anschließend im Labor im Zellkulturmodell und anhand klinischer Tumorproben überprüft. Erweisen sich diese Biomarker als verlässlich, können sie eingesetzt werden, damit Patienten möglichst nur dann eine Therapie erhalten, wenn sie davon auch profitieren.

Spotlight aus dem Konsortium SYS-Stomach - Systemmedizinischer Forschungsansatz zur Response- und Resistenz-prädiktion zielgerichteter Therapien beim Magenkarzinom, aus der Broschüre "Systemmedizin - Von Big Data zur personalisierten Medizin".