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Fraunhofer Institut ITEM in Regensburg: Neue Kooperation im Bereich der Hochdurchsatz-Plattform für Personalisierte Tumor Therapie

Die „Personalisierte Tumortherapie“ ist ein Bereich des Fraunhofer-Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM im BioPark Regensburg und hat eine neue Arbeitsgruppe „Hochdurchsatz-Drug- und -Target-Discovery“ gegründet. Ziel ist es, Patienten-basierte präklinische In-vitro-Modelle für eine Vielzahl von Krebsarten zu generieren, um diese anschließend in Hochdurchsatz-Drug- und -Target-Screeningverfahren für eine personalisierte Tumortherapie zu nutzen.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christoph Klein (Erster oben links) im BioPark I © Fraunhofer ITEM

Während es früher für jeden Krebs eine standardisierte Behandlung gab, so versucht die moderne Medizin heute der hohen Individualität einer Krebserkrankung gerecht zu werden. Nicht nur hat sich in den letzten Jahren die Unterscheidungsmöglichkeit verschiedener Krebs-Varianten stark erhöht, auch die individuellen Charakteristika eines jeden Patienten treten immer mehr in den Vordergrund bei der Therapieauswahl („personalisierte Medizin/Präzisionsmedizin“). Eine besondere Herausforderung ist es hierbei vorherzusagen, welche Behandlung für welchen Patienten am besten ist.

Schwerpunkt des Fraunhofer Forschungsinstitutes ITEM in Regensburg ist die Entwicklung solcher Vorhersagetests für den Krankheitsverlauf, zur Auswahl der Medikation und zur Vorhersage des Therapieansprechens im Verlauf der Erkrankung. Diese Analysen sollen auch dazu beitragen, gezielt neue Therapien zu entwickeln, die an den »Achillesfersen« der individuellen Tumorerkrankungen ansetzen.

Die Untersuchung von echten Patientenproben – im Gegensatz zu Zellkulturen oder Maustumoren – ist bei solchen Analysen eine entscheidende Voraussetzung. Nur durch die Charakterisierung der individuellen Tumorproben vieler Patienten, oft auch durch die Analyse des individuellen Abwehrsystems, lassen sich Regeln entdecken und gezielt für einzelne Patienten nutzbar machen.

Neue Kooperation im Bereich der Hochdurchsatz-Plattform für Personalisierte Tumor Therapie

Die Arbeitsgruppe Hochdurchsatz-Drug- und -Target-Discovery (Highthroughput screening, HTS) des Fraunhofer ITEM verfolgt dabei zwei wesentliche Ziele:

1.    Die Nutzung von Hochdurchsatztechnologien zur Entwicklung „personalisierter“ Kulturbedingungen für die Expansion von Tumorzellen von Patienten und
2.    Hochdurchsatzverfahren zur Wirkstoff- und Zielstruktur-Identifizierung. Da die Erfolgsrate für die Kultivierung von Tumorzellen relativ gering ist, wurde eine automatisierte Hochdurchsatz-Plattform (engl. HTS für High-Throughput-Screening) errichtet, um die Kultivierungs- und Expansionsbedingungen von Tumorzellen systematisch in großem Maßstab zu testen und zu optimieren. Das Ziel ist es, solche multidimensionale Screening-Strategien auf ein breites Spektrum von Tumorarten anzuwenden und letztendlich eine große Anzahl von präklinischen Modellen zu erhalten, die aus Tumormaterial von Patienten erzeugt wurden.

Nach der erfolgreichen Herstellung zahlreicher Patienten-basierter präklinischer Modelle sollen die Zellen für genetische und pharmakologische Screenings im HTS-Verfahren verwendet werden, um krankheitsrelevante Gene, Signalwege, Therapien und diagnostische Anwendungen zu identifizieren. Durch funktionelles Screening mit Substanzbibliotheken werden in diesen Zellmodellen zudem neue Therapien identifiziert. Diese Versuchsansätze werden besonders für sehr aggressive Tumorarten, für die es bisher noch keine wirksamen Therapieansätze gibt, von außerordentlicher Bedeutung sein. Das Fraunhofer ITEM in Regensburg hat hierzu kürzlich einen strategischen Kooperationsvertrag mit der Assay.Works GmbH, Nachbar im BioPark Regensburg unterzeichnet. Im Rahmen dieser Kooperation hat das Fraunhofer ITEM Zugang zur kompletten hochmodernen HTS-Infrastruktur von Assay.Works wie Pipettier-Robotern, Nanoliter-Dispensern, Plattenlesegeräten und automatisierten High-Content-Imaging-Technologien sowie einer umfangreichen Sammlung niedermolekularer Substanz- und siRNA-Bibliotheken.

Die Forschung braucht Sie: Ihr Beitrag zur Entwicklung personalisierter Tumortherapien

Um Zusammenhänge zu erforschen, sind die Regensburger Forscher auf Blut- und Gewebeproben von Krebspatienten angewiesen. Nur mit der Mithilfe von Krebspatienten können sie aus den gewonnenen Erkenntnissen neue Lösungen für zukünftige Patienten erarbeiten. Jedes Forschungsprojekt wird von der Ethikkommission der Universität Regensburg geprüft. Die Proben werden von den behandelten Ärzten entnommen und an den Lehrstuhl für Experimentelle Medizin der Universität Regensburg verschickt. Dort werden die Proben in einem diagnostischen Labor aufgearbeitet und ein Befund wird erstellt. Der Lehrstuhlinhaber, Prof. Christoph Klein, ist gleichzeitig Leiter der Fraunhofer-Gruppe. Die Proben werden in kodierter Form - unter Einhaltung aller Datenschutzvorgaben - an die Fraunhofer-Gruppe weitergegeben.

Treffen Sie Prof. Klein als Sprecher auf dem „FORUM Translational Medicine“ am 29.11. in Würzburg, siehe: www.bio-m.org/forumTransMed

Über das Fraunhofer ITEM in Regensburg

Der Bereich „Personalisierte Tumortherapie“ wurde 2010 als Forschungskooperation gemeinsam von der Fraunhofer-Gesellschaft, dem Land Bayern und der Universität Regensburg mit Unterstützung der Stadt Regensburg gegründet. Ihre ersten Räumlichkeiten bezog die Forschergruppe im BioPark, einem Unternehmen der Stadt Regensburg. Sie war von Anfang an organisatorisch an das Fraunhofer ITEM in Hannover als Projektgruppe angegliedert und wurde durch den Freistaat Bayern gefördert. Nach erfolgreicher Evaluierung wurde die Projektgruppe 2017 mit ihrem Thema ein eigenständiger Bereich des Fraunhofer ITEM unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Klein, der auch den Lehrstuhl für Experimentelle Medizin und Therapieverfahren an der Universität Regensburg innehat.

Links:
Institut für Experimentelle Medizin und Therapieverfahren der Universität Regensburg
www.experimentelle-medizin.de   
ITEM Fraunhofer, Hannover/Regensburg:
www.item.fraunhofer.de/de/forschungsschwerpunkte/tumortherapie.html
Assay.Works GmbH
www.assay.works 

Quelle u.a.:
BioPark Regensburg GmbH
www.bioregio-regensburg.de