Oft tauchen Jahre nach scheinbar überstandenen Brustkrebs-Erkrankungen doch noch Metastasen auf. In solchen Fällen haben Krebszellen unauffällig im Körper überdauert, sind gewandert und wachsen nun im Gehirn, der Leber, der Lunge oder der Haut weiter.
Vliese sollen Immunsystem stimulieren
Auf der Haut erscheinen die Metastasen als gut eingrenzbare Flächen. Theoretisch könnten sie darum relativ zielgenau lokal behandelt werden – doch in der Praxis sprechen sie meist nicht auf die gängigen Behandlungsformen an. Dieses Problem wollen Würzburger Forschende mit einer innovativen Herangehensweise lösen.
Die Idee: Hauchfeine Gewebe aus Kieselgel werden mit Antikörpern beladen und mit den Hautmetastasen in Kontakt gebracht. Die Antikörper stimulieren das Immunsystem dazu, die Krebszellen anzugreifen. Die Metastasen bilden sich zurück oder verschwinden im Idealfall komplett.
Förderung mit 1,5 Millionen Euro
Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich in Würzburg Forschende der Julius-Maximilians-Universität (JMU), des Universitätsklinikums (UKW) und des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC zusammengetan. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt fördert das Vorhaben des Verbunds mit 1,5 Millionen Euro für drei Jahre ab April 2025.
Der JMU-Immunologe Dr. Niklas Beyersdorf koordiniert den Verbund: „Am Ende der Projektlaufzeit möchten wir einen Medikamenten-Prototypen haben, der dann noch weiter studiert und entwickelt werden muss, bevor erste Tests an Menschen möglich sind.“ Als Fernziel seien pflasterartige Kieselgel-Vliese für größere, geschwürige Metastasen denkbar, aber auch sehr kleine Vliese, die in die Metastasen injiziert werden. So könnte Patientinnen am Ende eine sichere, kostengünstige und einfach zu handhabende zusätzliche Therapieoption zur Verfügung stehen.
Neben dem metastasierten Brustkrebs kommen auch andere Krebsformen für die Anwendung infrage, etwa das metastasierte maligne Melanom oder Kopf-Hals-Tumoren, etwa in der Mundhöhle oder der Nase. „Der neue Therapie-Ansatz stillt damit nicht nur einem sehr hohen medizinischen Bedarf, sondern verspricht auch wirtschaftliche Rentabilität“, sagt Beyersdorf.
Expertise aus drei Institutionen vereint
Die neuartige lokale Immuntherapie wird in einem interdisziplinären Ansatz zwischen Materialwissenschaften, Immunologie und Tissue Engineering (Gewebezüchtung) entwickelt. Die auf Basis der RENACER®-Materialplattform hergestellten Vliese werden bei Dr. Jörn Probst am Fraunhofer ISC/TLZ-RT designt. Die eingesetzte Kieselgel-Variante ist ein biologisch gut verträgliches Material, das im Körper mit der Zeit von alleine zerfällt. Wie lange das Kieselgel in Faserform bleiben soll, bevor es vollständig zu Monokieselsäure abbaut, lässt sich bei der Produktion des Materials einstellen. Zu klären gilt es im Team von Dr. Probst unter anderem, welche Struktur die Vliese haben und wie sie mit Antikörpern beladen werden müssen, um ihren Job gegen Hautmetastasen so gut wie möglich erledigen zu können.
Die Wirkung der Vliese auf Zellen des Immunsystems, insbesondere auf T-Zellen, wird in der Gruppe von Dr. Niklas Beyersdorf am JMU-Institut für Virologie und Immunbiologie untersucht. Dabei geht es darum herauszufinden, welche Vlies-Typen besonders gut geeignet sind, T-Zellen zu aktivieren. Die Aktivierung durch die Vliese soll die T-Zellen in die Lage versetzen, die Brustkrebszellen in der Metastase anzugreifen und zu zerstören.
Das Team von Dr. Gudrun Dandekar am UKW-Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde (FMZ) ist in der Lage zu testen, wie gut die Aktivierung von T-Zellen mit Antikörper beladenen Vliesen gegen Metastasen wirkt. Das wird mit einem neu entwickelten 3D-Gewebemodell für den metastasierten Brustkrebs gemacht. Das Modell wird mit T-Zellen beladen und mit den Antikörper-Vliesen in Kontakt gebracht. So lässt sich deren Wirkung ganz ohne Tierversuche beurteilen. Weil das 3D-Testmodell ausschließlich aus menschlichen Zellen aufgebaut wird, hat es eine sehr hohe Vorhersagekraft für zukünftige Anwendung bei Patientinnen und Patienten.
Vorhaben der Fördermaßnahme VIP+
Das Verbundprojekt heißt „Krebs-Immuntherapie durch lokale T-Zell-Aktivierung über mit monoklonalen Antikörpern beschichtete Vliese“ (KITAMAKI). Das Bundesforschungsministerium fördert es im Rahmen der Maßnahme „Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung – VIP+“. Diese verfolgt das Ziel, die Anwendungspotenziale exzellenter Forschung noch schneller und effektiver zu identifizieren und für Wirtschaft und Gesellschaft nutzbar zu machen.
