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Anhand von Blutproben zur passenden Rheumatherapie – diese Transferleistung ist nun Wiener Wissenschaftlern gelungen. Ihr Hilfsmittel: ein High-Tech-Mikroskop.
Präzisionsmedizin bedeutet vor allem, möglichst schnell die individuell beste Therapie zu finden. Einem Team des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie der MedUni Wien ist dies nun für Rheumapatienten gelungen. Mit Hilfe neuartiger Mikroskopie-Methoden können sie anhand von Blutproben die beste Therapie vorhersagen. Den Machbarkeitsnachweis haben sie nun im Rahmen einer Studie in der zur Lancet-Gruppe gehörenden Fachzeitschrift EBioMedicine veröffentlicht. Auch andere Autoimmunerkrankungen ließen sich mit der Methode vermutlich entscheidend verbessern.
Bisher verläuft die Therapieauswahl bei Rheumatoider Arthritis meist nach dem „Trial and Error“-Prinzip, bei dem ein Wirkstoff nach dem anderen ausprobiert wird. Zwar gibt es bereits eine Reihe an sogenannten Biomarkern, mit denen der Erfolg einer bestimmten Therapie abgeschätzt werden kann, um sie zu bestimmen braucht es in der Regel jedoch invasive Eingriffe.
Vollautomatisierte Bilddaten
Genau das wollte die Arbeitsgruppe von Giulio Superti Furga ändern. Ihr Verfahren basiert auf einer hochmodernen Mikroskopiemethode, die vollautomatisiert eine große Menge an Bilddaten erzeugen und auswerten kann. Sie wurde ebenfalls am CeMM unter dem Namen „Pharmacoscopy“ entwickelt und erlaubt es, die Auswirkungen von Wirkstoffen auf eine Vielzahl einzelner Zellen direkt zu messen. Mit herkömmlichen molekularbiologischen Methoden wäre das viel zu aufwendig wäre. Außerdem lassen sich damit die Effekte der Wirkstoffe beobachten, ohne die dahinterliegenden molekularen Mechanismen aufklären zu müssen.
In der aktuellen Studie wurde die Mikroskipiemethode mit einem sogenannten „ex-vivo“ Stimulationsverfahren kombiniert. Dabei werden Immunzellen aus Blutproben von Patienten außerhalb des Körpers mit Medikamenten gegen Rhematoide Arthritis behandelt, die Effekte der Wirkstoffe auf die Immunzellen werden daraufhin mikroskopisch untersucht.
Zelluläre Phänotypen identifiziert
So gelang es den Forschern, eine Momentaufnahme des Verhaltens der Immunzellen bei unterschiedlichen Bedingungen zu erhalten. Sie stießen dabei auf bestimmte Arten von Immunzellen, im Fachjargon als „zelluläre Phänotypen“ bezeichnet, die mit der Aktivität der Erkrankung zusammenhängen und auch das Ansprechen der Medikation beeinflussen. Diese Phänotypen könnten in Zukunft dazu verwendet werden, um den Therapieerfolg verschiedener Medikamente in einer Blutprobe vorab zu testen, bevor man sie den Patienten verabreicht.
„Die Daten dieser Studie stellen die Grundlagen zur weiterführenden Entwicklung von Assays dar, die es erlauben sollen, Phänotypen zu identifizieren, die mit einem Ansprechen von Autoimmunerkrankungen auf eine bestimmte Medikation vorhergesagt werden kann“, fasst Felix Kartnig, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Giulio Superti-Furga am CeMM und Erstautor der Studie, die Ergebnisse zusammen.
Innovative translationale Forschung
„Die Etablierung dieses Werkzeugs und der Nachweis seines Konzepts bilden eine beeindruckende wissenschaftliche Grundlage für die Bewertung dieser Technologie im Rahmen geplanter klinischer Studien und unterstreichen somit den Wert innovativer translationaler Forschung“, erklärt Leonhard Heinz, Co-Autor und Principal Investigator an der Abteilung für Rheumatologie der Medizinischen Universität Wien.
„Die hier erprobte Methode ist ein wunderbares Beispiel für eine zukünftige Präzisionsmedizin“, ist auch Studienleiter Giulio Superti-Furga überzeugt. „Unsere langjährige Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien hat hier erneut Früchte getragen – wir konnten zeigen, dass durch die systematische und vollautomatisierte Analyse der Effekte von Wirkstoffen auf einzelne Zellen tatsächlich auf die Wirkungsweise einer Therapie im Menschen geschlossen werden kann.“
