Der Fortschritt in der personalisierten Medizin zur Behandlung von Darmkrebs gewinnt zunehmend an Bedeutung. Aktuelle Entwicklungen beinhalten innovative Ansätze wie die Schaffung eines digitalen Zwillings zur Überwachung und Optimierung von Therapien. Die Universität Bonn arbeitet gemeinsam mit ESQlabs im Rahmen des „ISPOT-K“-Projekts an dieser zukunftsweisenden Technologie, die darauf abzielt, jeden Darmkrebspatienten individuell zu betrachten und dessen Behandlung gezielt zu steuern. Dies berichtet die Universität Bonn.
Darmkrebs ist eine Krankheit, die individuell sehr unterschiedlich verläuft. Herkömmliche Krebstherapien basieren oftmals auf allgemeinen Faktoren wie Alter, Geschlecht und Krebsart, berücksichtigen jedoch nicht, wie ein Patient tatsächlich auf eine bestimmte Therapie reagieren wird. Das „ISPOT-K“-Projekt will hier ansetzen, indem es digitale Zwillinge für Patienten schafft. Dies geschieht durch die Züchtung von 3D-Organoiden aus dem Tumorgewebe der Patienten, die daraufhin verschiedenen Medikamenten ausgesetzt werden. Diese Tests helfen dabei, die Reaktionen der Organoide zu analysieren und Rückschlüsse auf die individuelle Therapiefähigkeit zu ziehen.
Integration von Daten für präzise Therapieentscheidungen
Die Patientenrekrutierung für das Projekt erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Bonn (UKB). Um den digitalen Zwilling optimal zu gestalten, werden Daten aus den 3D-Organoiden mit molekularen und physikalischen Patientendaten verbunden. Ziel ist eine computergestützte Modellierung, die am Bonn Center for Mathematical Life Sciences durchgeführt wird. Hierbei liegt der Fokus auf intrazellulären Signalwegen, Arzneimittelreaktionen und der Berücksichtigung von Unsicherheiten in der Therapie.
Ein weiterer Aspekt des Projekts ist die Entwicklung eines datengestützten Workflows, der von der Organoid-Testung bis hin zur In-Silico-Simulation reicht. Damit wird angestrebt, die Therapie für Darmkrebspatienten grundlegend zu revolutionieren und gleichzeitig die Kosten der Krebstherapie durch gezielte Medikamentenempfehlungen zu senken.
Eine ähnliche Initiative wird im Rahmen des EU-Projekts CERTAINTY verfolgt, das sich auf die Behandlung von Krebspatienten mit Immuntherapien konzentriert. Hierbei wird ein virtueller Zwilling erstellt, der molekulare und zelluläre Merkmale sowie klinische Verlaufsdaten abbildet. Diese Softwaremodelle werden regelmäßig aktualisiert, um die prognostische Fähigkeit hinsichtlich Krankheitsverlauf und Therapieoptionen zu verbessern. Das Fraunhofer IZI ist für die Leitung dieses Projekts zuständig und bringt umfangreiche Erfahrung in personalisierter Medizin und molekularer Diagnostik ein.
Technologische Fortschritte und ihre Auswirkungen
Der virtuelle Zwilling erlaubt eine präzisere Phänotypisierung der Patienten, denn auch in der Krebsimmuntherapie sind individuelle Unterschiede entscheidend für den Therapieerfolg. Durch die Kombination von Big Data Processing, maschinellem Lernen und softwaregestützten mechanischen Modellen wird die Identifikation individueller Krankheitsverläufe erheblich verbessert. Dies könnte nicht nur die Therapie der Patienten optimieren, sondern auch das gesamte Gesundheitssystem entlasten.
Zusammengefasst zeigen die fortschrittlichen Ansätze in der personalisierten Medizin großes Potenzial, um die Behandlung von Darmkrebs sowie anderen Krebsarten effektiver und kostengünstiger zu gestalten. Die Entwicklungen, die sowohl an der Universität Bonn als auch im Rahmen des Fraunhofer IZI vorangetrieben werden, versprechen, die Therapieentscheidungen sowohl für Patienten als auch für Mediziner revolutionär zu verändern. Informatik, Datensammlung und molekulare Diagnostik werden somit zu Schlüsseltechnologien in der Bekämpfung von Krebs.