Drei führende Einrichtungen bündeln ihre Kräfte, um den Fortschritt gegen pädiatrische Krebserkrankungen voranzutreiben

Das Broad Institute of MIT and Harvard, das Dana-Farber Cancer Institute und das St. Jude Children’s Research Hospital gaben gestern die größte akademische Zusammenarbeit dieser Art bekannt, um bei pädiatrischen Krebserkrankungen die Identifizierung angreifbarer Ziele zu transformieren, zu beschleunigen und in bessere Behandlungen zu übertragen.

Die Zusammenarbeit wird durch eine neue gemeinsame Finanzierungsinvestition aller drei Institutionen in Höhe von mehr als 60 Mio. US-Dollar über 5 Jahre unterstützt. Diese Investition wird die Entwicklung der Infrastruktur und die wissenschaftliche Arbeit eines Teams unterstützen, das derzeit aus mehr als 80 zusammenarbeitenden Forschenden, Datenwissenschaftlern und Forschungspersonal besteht. Es wird erwartet, dass die gemeinsame Aktion 100 Mitglieder erreichen wird, wenn jede Institution Mitarbeiter beisteuert.

Durch die Kombination aus intellektueller Federführung, technischem Fachwissen und der institutionellen Ressourcen der drei Institutionen soll diese neue Zusammenarbeit kritische Wissenslücken in Bezug auf die biologischen Grundlagen von Krebs bei Kindern und den Möglichkeiten einer effektiveren Behandlung schließen. Das Pediatric Cancer Dependencies Accelerator-Projekt, das sich durch seine umfangreichen Investitionen, die Anzahl der kooperierenden Wissenschaftler und den wissenschaftlichen Umfang auszeichnet, soll den Fortschritt bei der Entwicklung neuer Behandlungen für aggressive Krebsarten im Kindesalter beschleunigen, indem es:

– Genome-Editing-Techniken zur Identifizierung versteckter Schwachstellen (Abhängigkeiten) bei einer Reihe von pädiatrischen Hirntumoren, soliden und Blutkrebserkrankungen mit hohem Risiko entwickelt und einsetzt

– neue Technologien zur Charakterisierung der (epi-)genetischen Landschaft pädiatrischer Krebserkrankungen nutzt

– Modellsysteme für pädiatrische Krebserkrankungen mit hohem Risiko mit schlechten Outcomes entwickelt, für die es derzeit keine gibt

– wirksame Kombinationstherapien und Mechanismen der Arzneimittelresistenz identifiziert und den Zeitrahmen für die Entwicklung neuer Therapien verkürzt

– computergestützte Ansätze zur Gewinnung und Integration von Daten und Entwicklung innovativer Softwaretools für den Datenaustausch entwickelt

Das Projekt wird von Dr. Charles W.M. Roberts, Direktor des St. Jude Comprehensive Cancer Center, Dr. Kimberly Stegmaier, Dana-Farber Cancer Institute, stellvertretende Vorsitzende der Pediatric Oncology Research, und Dr. Francisca Vazquez, Direktorin des Broad Institute Cancer Dependency Map Project, gemeinsam geleitet.

„Trotz vieler Fortschritte bleibt Krebs die Todesursache Nummer eins bei Kindern in den USA“, sagte Roberts. „In einem Forschungslabor kann es Jahrzehnte dauern, bis Mechanismen verstanden und neue Behandlungen entwickelt werden. Wir glauben, dass wir durch dieses Projekt jetzt Barrieren überwinden können, um therapeutische Schwachstellen bei Krebs im Kindesalter schnell zu identifizieren und diese viel schneller in zielgerichtete Therapien in der Klinik umzusetzen.“

„Unser Pediatric Cancer Dependency Map-Projekt der ersten Generation war äußerst erfolgreich, aber nur die Spitze des Eisbergs“, sagte Stegmaier. „Ich freue mich sehr über diese beispiellose Zusammenarbeit zwischen drei außergewöhnlichen Institutionen. Der PedDep Accelerator wird neuartige und dringend benötigte neue therapeutische Ziele aufdecken und gleichzeitig die mechanistischen Grundlagen einer Vielzahl von Krebserkrankungen im Kindesalter aufdecken, was unserer Forschungsgemeinschaft eine Fundgrube an Daten liefert.“

„Der PedDep Accelerator veranschaulicht die Kraft einer intensiven Zusammenarbeit und der Zusammenführung eines multidisziplinären Teams über Einrichtungen hinweg, um eine wichtige Aufgabe bzgl. Krankheiten, von denen Kinder weltweit betroffen sind, anzugehen“, sagte Vazquez. „Durch den Datenaustausch und die Entwicklung von Tools haben wir uns verpflichtet, eine Ressource zu schaffen, die die wissenschaftliche Gemeinschaft nutzen kann, um einen echten Einfluss auf Krebserkrankungen im Kindesalter zu nehmen. Ich bin gespannt, welche Auswirkungen dieses Projekt auf das Tempo der Entdeckung von Therapien für pädiatrische Tumoren haben wird.”

Pädiatrische Krebserkrankungen: Eine Gelegenheit für Innovation und Entdeckung

Die Zusammenarbeit baut auf bahnbrechenden Forschungsinitiativen jeder Institution auf. In den letzten zehn Jahren haben das Pediatric Cancer Genome Project der St. Jude-Washington University und andere groß angelegte Sequenzierungsbemühungen umfassende Einblicke in die genomische Landschaft pädiatrischer Krebsarten geliefert, einschließlich der Erkenntnis, dass die meisten krankheitsauslösenden genetischen Mutationen nicht mit Medikamenten behandelt werden können. Die Entwicklung von Präzisionstherapien erfordert die Identifizierung von Abhängigkeiten der Krebserkrankungen und Schwachstellen, die nicht allein durch das Durchsuchen genomischer Datensätze aufgedeckt werden.

Die Cancer Dependency Map (DepMap)-Initiative von Broad hat umfangreiche, erstklassige Datensätze und Recheninfrastrukturen entwickelt, die sich weltweit auf Forschungs- und Programme zur Identifizierung von Zielmolekülen ausgewirkt haben. Das 2015 gestartete Pediatric Cancer Dependency Map Project (PedDep) diente als Proof-of-Concept für die Anwendung des DepMap-Ansatzes auf Krebserkrankungen im Kindesalter. Zum Beispiel werden jetzt Gesamt-Genom-CRISPR-Screenings effektiv und in großem Umfang eingesetzt, um Schwachstellen bei Hunderten von Krebserkrankungen bei Erwachsenen zu identifizieren. Es wurde der grundsätzliche Nachweis erbracht, dass diese Ansätze auch Schwächen bei Krebserkrankungen im Kindesalter identifizieren können, die oft viel einfachere Genome aufweisen. Zudem wurden Möglichkeiten zum Wirkstoffscreening im großen Maßstab entwickelt. Diese Infrastruktur und dieses Fachwissen werden durch diese Bemühungen genutzt und erweitert.

Das Projekt stützt sich auf die Modellierungsexpertise von St. Jude und Dana-Farber bei der Erstellung von Patient-Derived Xenograft(PDX)-Modellen, die Krebszellen von Patienten verwenden und somit der Biologie der Krankheit, wie sie in der Klinik auftritt, besser entsprechen. Bioinformatiker bei St. Jude werden ein breites Fachwissen über die Analyse epigenomischer und genomischer Charakterisierungen, Datenvisualisierung und die Entwicklung von Computational Pipelines einbringen. Darüber hinaus wird die Infrastruktur von St. Jude das Screening zu Wirkstoffkombinationen und in vivo CRISPR- und Wirkstoff-Screening-Ansätze erleichtern.

Zu den funktionsübergreifenden Gruppen werden Forscher von Broad, Dana-Farber und St. Jude gehören, die sich auf drei Kernkrankheitsbereiche (Hirntumore, hämatologische Malignome und solide Tumore) konzentrieren und ihre Pan-Krebsexpertise in den Bereichen Data Science, funktionelle Genomik und groß angelegte Wirkstoffscreenings zum Tragen bringen. Gemeinsam werden die Wissenschaftler an diesen Institutionen den Fortschritt verbessern und beschleunigen, indem sie einzigartige Stärken und Ressourcen kombinieren, um die größten Herausforderungen für das Verständnis und die Behandlung von pädiatrischen Krebserkrankungen anzugehen.