Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
Die Entwicklung neuer Krebsmedikamente stellt eine der größten Herausforderungen der modernen Medizin dar. Ein entscheidender Grund hierfür liegt in den Modellen, die in der präklinischen Phase, also vor der Testung am Menschen, eingesetzt werden. Hier sollen Tiermodelle und zellbasierte Tests vorhersagen, wie wirksam und sicher ein Wirkstoff ist. Diese Systeme stoßen jedoch an ihre Grenzen: Sie können die komplexen biologischen Prozesse in menschlichen Tumoren und Metastasen häufig nicht ausreichend abbilden. Die Folge: Viele Substanzen, die in der präklinischen Phase vielversprechend erscheinen, erweisen sich in klinischen Studien als unwirksam oder unsicher. Dies führt zu enormen Kosten, verzögertem Fortschritt und verpassten Chancen, lebensrettende Therapien Patientinnen und Patienten rechtzeitig zur Verfügung zu stellen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ITEM in Regensburg haben einen vielversprechenden Ansatz entwickelt, um diese Hürden zu überwinden. Mit der PEDRA-Plattform (Patient-Derived Ex-Vivo Drug Response Assays) können Medikamente direkt in primären Tumorproben von Krebspatienten getestet werden. Dazu werden die Zellen der Patienten für kurze Zeit in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung kultiviert, mit relevanten Medikamenten behandelt und anschließend mittels Hochdurchsatz-Mikroskopie analysiert. Mithilfe komplexer Bildanalysealgorithmen können dann innerhalb weniger Tage die Wirkungen der Medikamente sowohl auf die Tumor- als auch auf die Immunzellen ermittelt werden. In ersten Studien konnten mit PEDRA bereits Medikamentenresistenzen korrekt erkannt und experimentelle Therapievorschläge identifiziert werden.
Aktuell wird die Fähigkeit von PEDRA, die Wirksamkeit und Sicherheit neuer Krebsmedikamente vorherzusagen, in mehreren Projekten gemeinsam mit dem Bayerischen Zentrum für Krebsforschung (BZKF) intensiv untersucht. Darüber hinaus wird in Studien, gefördert durch das Bayerische Staatsministerium und das Bundesministerium für Bildung und Forschung, untersucht, wie PEDRA zur personalisierten Vorhersage von Krebsmedikamenten für einzelne Patienten genutzt werden kann. So könnte PEDRA nicht nur den Entwicklungsprozess von Medikamenten beschleunigen, sondern auch dazu beitragen, dass Patienten von individuell zugeschnittenen und wirkungsvolleren Therapien profitieren.
