Nanoelektronik für Immuntherapien: HZDR-Krebsforscherin erhält ERC Consolidator Grant

Täglich sterben weltweit circa 30.000 Menschen an Krebs. Inzwischen ist bekannt, dass jede Krebserkrankung individuell verschieden ist. Bei der Bekämpfung der Krankheit rücken immer stärker patientenspezifische Immuntherapien in den Fokus der Wissenschaft.

Die Physikerin Dr. Larysa Baraban forscht am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mit ihrem Team an einem Chip, der es letztlich ermöglichen soll, individuell maßgeschneiderte Krebs-Immuntherapien zu entwickeln. Dafür wird sie vom Europäischen Forschungsrat (ERC) für fünf Jahre mit einem ERC Consolidator Grant in Höhe von insgesamt fast zwei Millionen Euro gefördert.

Auch wenn in den vergangenen 50 Jahren zahlreiche Therapien gegen Krebs entwickelt wurden, sterben nach wie vor viele Menschen an dieser Krankheit. Als eine echte Revolution in der Therapie gilt inzwischen die Immunonkologie, deren Ziel es ist, das Immunsystem zum Erkennen und Bekämpfen der Krebszellen anzuregen. Allerdings geschieht das nicht ohne Risiko, denn die Aktivierung des Immunsystems kann zu schweren Autoimmunreaktionen führen, die mitunter tödlich enden. Daher lautet die wichtigste Frage der Kliniker: Wie kann man effizient vorhersagen, ob und wie ein Patient auf eine Immuntherapie anspricht? Derzeit gibt es keine prädiktive technologische Plattform, die sowohl eine hochempfindliche Analyse der Krebsimmunität als auch die Planung der Strategie für eine Therapie und den Therapieverlauf ermöglicht.

Genau hier setzt Larysa Baraban vom HZDR-Institut für Radiopharmazeutische Krebsforschung an. Sie betrachtet Krebszellen als intelligente, sich selbst weiterentwickelnde Maschinerien, die nach eigenen Regeln spielen. Diese Regeln gilt es zu entschlüsseln: „Krebs erzeugt und löscht die biochemischen Signale, initiiert die iterativen Schleifen und baut Rückkopplungskontrollen auf, um eine immunsuppressive Umgebung zu schaffen. Meine Idee ist es, diese Mechanismen auf die digitale Ebene zu transferieren und messbar zu machen.“ Deshalb will sie mit „ImmunoChip“ eine Plattform entwickeln, die die Elemente des Krebs-Resistenz-Zyklus am Beispiel von Immuntherapien untersucht und beschreibt. Um die Tumoreigenschaften zu digitalisieren, erweitert Baraban das Methodenportfolio der aktuellen immuntherapeutischen Ansätze um die Nanosensorik. Damit setzt Baraban ihre bisherigen Arbeiten zur Entwicklung von Bio-Nano-Sensoren für medizinische Diagnosen fort. Die Sensoren sind in der Lage, die mit den Biomolekülen verbundenen Ladungen gezielt in Strom oder Spannung umzuwandeln und diese dann zur Auswertung zu übertragen.

Die Informationen über die immunsuppressive Aktivität der Krebsmikroumgebung, Immun-Checkpoints, T-Zellen und die Effizienz der Immuntherapie werden in entsprechenden Datenmustern gesammelt. Die „ImmunoChip“-Plattform wird somit helfen, folgende Fragen zu beantworten: Welche Immuntherapie soll eingesetzt werden? Wie wird der Tumor versuchen die Immuntherapie zu umgehen? Und wirken mögliche Maßnahmen, diese Resistenzentwicklungen zu verhindern? Baraban ist sich sicher, dass die Beantwortung dieser Fragen zu maßgeschneiderten Immuntherapien und somit zu verbesserten Behandlungsergebnissen führen und damit letztlich dazu beitragen wird, Therapien für den individuell Erkrankten effizienter zu gestalten.

Mit der Bewilligung des ERC Consolidator Grants für Larysa Baraban konnte das HZDR zum fünften Mal eine der renommierten Auszeichnungen des ERC einwerben. Der ERC Consolidator Grant wird an Wissenschaftler*innen vergeben, die bereits exzellente Forschungsleistungen erbracht haben. Die Förderung beträgt in der Regel bis zu zwei Millionen Euro. Die Förderdauer umfasst fünf Jahre.