EU-Projekt zu Chemoresistenz von Tumoren: Uni Bielefeld koordiniert CHEM-SCAN

In der Europäischen Woche gegen den Krebs (25. bis 31. Mai) rückt ein neues Forschungsprojekt der Universität Bielefeld in den Fokus: CHEM-SCAN macht sichtbar, wie Tumorzellen auf Therapien reagieren – und wie sich Behandlungen künftig gezielter auswählen und anpassen lassen könnten.

Warum sprechen manche Tumoren auf eine Therapie an und andere nicht? Und wie lässt sich vorhersagen, welches Medikament im Einzelfall wirkt? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das Forschungsprojekt CHEM-SCAN (High-Resolution Functional Optical Imaging of Chemoresistance), das von der EU gefördert und von der Universität Bielefeld koordiniert wird. Ziel ist es, besser zu verstehen, wie Krebszellen Behandlungen umgehen können – und was dann helfen kann.

Vor allem bei metastasierten Tumoren verlieren gängige Therapien häufig ihre Wirkung. Das ist ein zentrales Problem in der Krebsbehandlung. Die Metastasen können sich biologisch vom ursprünglichen Tumor unterscheiden, werden aber oft mit denselben Medikamenten behandelt.

„Das basiert bislang vor allem auf Erfahrungswerten und etablierten Leitlinien“, sagt Prof. Jan Schulte am Esch von der Medizinischen Fakultät OWL, der das Projekt als klinischer Partner begleitet. Er ist Direktor der Universitätsklinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie am Evangelischen Klinikum Bethel beziehungsweise am Campus Bielefeld-Bethel.

Forschende entwickeln im Projekt CHEM-SCAN eine neue bildgebende Technologie, mit der sich die Reaktionen einzelner Tumorzellen auf Medikamente nahezu in Echtzeit beobachten lässt. Die Grundlage ist dafür eine Kombination aus speziellen fluoreszierenden Sonden (Leuchtmolekülen) und einer hochauflösenden optischen Methode, der Fluoreszenz-Lebensdauer-Mikroskopie (FLIM).

Tumore im Labor nachbilden, um Therapien zu testen

Dafür werden Zellen aus Tumorgewebe von Patienten entnommen – sowohl aus herkömmlichen Tumoren wie auch gegebenenfalls aus Metastasen. Diese Zellen werden im Labor vermehrt und zu dreidimensionalen Zellkulturen aufgebaut. Solche Sphäroide bilden die Struktur und das Verhalten von Tumoren deutlich realistischer nach als klassische Zellkulturen.

Dadurch lassen sich nicht nur Unterschiede zwischen dem ursprünglichen Tumor und Metastasen untersuchen, sondern auch verschiedene Zelltypen innerhalb eines Tumors berücksichtigen. Auf dieser Grundlage können Forschende beobachten, wie unterschiedlich einzelne Zellgruppen auf Therapien reagieren. „Das ist ein entscheidender Schritt, um Resistenzmechanismen besser zu verstehen“, erklärt Prof. Thomas Huser, Leiter der Arbeitsgruppe Biomolekulare Photonik an der Fakultät für Physik der Universität Bielefeld. Er ist der Koordinator des Projektes.

Langfristig könnte dieser Ansatz helfen, Therapien besser auf einzelne Patienten abzustimmen und ihnen belastende Behandlungen zu ersparen. Denkbar wäre etwa, verschiedene Behandlungsoptionen vorab im Labor zu testen und gezielt die wirksamste auszuwählen. „Wir wollen die tatsächliche biologische Aktivität von Tumoren verstehen, nicht nur statistische Wahrscheinlichkeiten“, unterstreicht Schulte am Esch.

Noch handelt es sich allerdings um Grundlagenforschung. Bis zu einer möglichen Anwendung im klinischen Alltag sind weitere Studien nötig. Dennoch sehen die Forschenden großes Potenzial: Wenn sich die Ergebnisse aus dem Labor zuverlässig auf Patienten übertragen lassen, könnte sich der Umgang mit Therapieresistenzen grundlegend verändern.

Sechs Partner kooperieren für das Projekt

Das Projekt CHEM-SCAN wird im Pathfinder-Programm des Europäischen Innovationsrats (EIC) mit rund drei Millionen Euro gefördert und läuft über vier Jahre. Koordiniert wird es von der Universität Bielefeld. Beteiligt sind außerdem die Medizinische Fakultät OWL, die Universität Wien (Österreich), die KU Leuven (Belgien) sowie die Industriepartner PicoQuant GmbH in Berlin und The Twinkle Factory SA in Paris (Frankreich).

„Mit CHEM-SCAN entwickeln wir eine Technologie, die erstmals erlaubt, die Reaktion von Tumorzellen auf Therapien in hoher Auflösung und nahezu in Echtzeit zu verfolgen“, fasst Huser zusammen. „Das eröffnet neue Möglichkeiten, Resistenzmechanismen zu verstehen und sie perspektivisch auch gezielter zu behandeln.“