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Zusätzliche Belastung bei Knochenmarkkrebs

Wie sich Übergewicht und Bewegung auf die Knochengesundheit beim Multiplen Myelom auswirken

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ein Forschungsprojekt der Universitätsmedizin Würzburg zur Auswirkung von Fettleibigkeit und mechanischer Belastung auf die Knochensubstanz beim Multiplen Myelom mit rund 645.000 Euro. Weitere 420.000 Euro erhalten die Kooperationspartner in St. Etienne und Lyon von der französischen Agence Nationale de la Recherche (ANR).

 

Die beiden Wissenschaftlerinnen Ebert und Jundt im Labor
Prof. Dr. Regina Ebert vom Lehrstuhl für Regeneration Muskuloskelettaler Gewebe (links) und Prof. Dr. Franziska Jundt von der Medizinischen Klinik und Poliklinik II untersuchen in Würzburg, wie sich Übergewicht und Bewegung auf die Knochengesundheit beim Multiplen Myelom auswirken. © Regina Ebert / Franziska Jundt

Würzburg. Oh My Bone. Der Name des neuesten Forschungsprojekts der Würzburger Professorinnen Franziska Jundt und Regina Ebert ist Programm. Es geht um Knochen (Bone), die bei der Tumorerkrankung Multiples Myelom (My) porös werden, sowie um den Einfluss von Fettleibigkeit (Obesity) und der Intensität von mechanischer Belastung (hyper-/hypo-mechanichal loading) bei der Knochenregeneration. 

„Bei der Blutkrebserkrankung Multiples Myelom greifen die bösartigen Plasmazellen im Knochenmark in den Knochenstoffwechsel ein. In der Folge bilden sich Löcher im Knochen, die zu Brüchen und massiven Schmerzen bei den Patientinnen und Patienten führen können“, erläutert Prof. Dr. Franziska Jundt, Oberärztin der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg und Leiterin des Zentrums für das Myelom im Zentrum für Seltene Erkrankungen Nordbayern (ZESE). „Selbst wenn eine Therapie erfolgreich die Tumorzellen im Knochenmark beseitigt, bleiben die Löcher im Knochen oftmals erhalten. Es wird keine neue Knochensubstanz aufgebaut“, ergänzt Prof. Dr. Regina Ebert, Biologin am Lehrstuhl für Regeneration Muskuloskelettaler Gewebe der Julius-Maximilians-Universität Würzburg an der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus. 

Mechanische Stimulation kann Schwere einer Knochenerkrankung entgegenwirken

Doch es gibt Hoffnung. Die Wissenschaftlerinnen konnten bereits an Mäusen mit Multiplem Myelom zeigen, dass eine mechanische Stimulation dem Knochenabbau entgegenwirkt, die Knochenheilung fördert und sogar das Tumorwachstum bremsen kann. Nun wollen Franziska Jundt und Regina Ebert untersuchen, ob ein Wiederaufbau der Knochenstruktur auch dann möglich ist, wenn neben der Myelom-Knochenerkrankung eine Fettleibigkeit vorliegt. „Patientinnen und Patienten mit Multiplen Myelom und starkem Übergewicht haben ein höheres Risiko ein Multiples Myelom zu entwickeln“, weiß Franziska Jundt. „Wir wollen verstehen, wie sich die Myelom-Knochenerkrankung bei Fettleibigkeit auf die Knochen auswirkt und wie mechanische Belastung in dieser Situation helfen kann, die Krankheit zu behandeln.“

Risiko steigt mit zunehmender Adipositas und Bewegungsmangel 

Da die Zahl der Menschen mit Fettleibigkeit (Body Mass Index von 30 und höher) in den vergangenen Jahren stark gestiegen ist und weiter zunimmt - die Weltgesundheitsorganisation (WHO) spricht von einer "Adipositas-Epidemie" - müsse man sich auch die Frage stellen, wie sich starkes Übergewicht auf die Entstehung und den Verlauf von Tumorerkrankungen generell auswirkt und ob man durch Stimulation von Muskeln und Knochen der Entwicklung und Ausbreitung von Tumorzellen im Knochen entgegenwirken kann. Auch der Bewegungsmangel ist auf einem neuen Rekordhoch (siehe Global status report on physical activity 2022). Daher interessiert die Wissenschaftlerinnen auch, wie sich ein inaktiver Lebensstil auf den Verlauf der Myelom-Erkrankung auswirkt.

Deutsch-Französische Kooperation 

Unterstützt werden sie dabei von Prof. Dr. Maura Strigini und Prof. Laurence Vico von der Université Jean Monnet in St. Etienne sowie Dr. Luciano Priola von der Université Lyon. Gemeinsam konnten sie bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG insgesamt 644.821 Euro einwerben und weitere 420.000 Euro bei der französischen Agence Nationale de la Recherche (ANR). 

Um die Mikroarchitektur des Knochens zu untersuchen und die Tumorlast zu messen verwenden die Forschenden neben Tiermodellen auch zwei- und dreidimensionale Zellkulturmodelle. In Würzburg werden momentan die für das Projekt relevanten Zellkulturmodelle aufgebaut. „Wir werden Vorläuferzellen des Knochens zu reifen Osteozyten, den mechanosensitiven Zellen des Knochens auf einer dreidimensionalen Matrix differenzieren und diese in einem Bioreaktor mechanisch stimulieren“, verdeutlicht Regina Ebert das Vorhaben.

Inaktivität vermeiden! 

Eine Empfehlung können die Wissenschaftlerinnen aber jetzt schon geben, bevor das Projekt richtig angelaufen ist: „Vermeiden Sie Inaktivität und bewegen Sie sich grundsätzlich so viel, dass Muskeln und Knochen beansprucht werden. Ideal ist es, wenn man mindestens 30 Minuten am Tag flott spazieren geht, mit dem Fahrrad fährt oder regelmäßig Krafttraining betreibt.“ 

Weitere Forschungsförderungen der DFG zum Thema Myelom-Knochenkrankheit: 

Regina Ebert und Franziska Jundt werden zudem im Schwerpunktprogramm µbone der DFG gefördert. Für ihr Projekt „Molekulare Dissektion der Signalwege, die knochenaufbauende und antitumorale Wirkungen physikalischer Stimuli bei der Myelom-Knochenkrankheit ausüben“ erhalten sie 554.000 Euro. Mit weiteren 363.589 Euro unterstützt die DFG das Projekt von Franziska Jundt mit dem Titel: „Identifizierung des frühen Fußabdrucks der Myelom-Knochenerkrankung: räumlich-zeitliche Kartierung und Quantifizierung von Biomarkern der extrazellulären Matrix in einem Mausmodell und menschlichen Knochenbiopsien.“ Und das Projekt von Regina Ebert „Molekulare und funktionelle Charakterisierung des Interfaces zwischen normalen und malignen Plasmazellen und Knochenzellen – von der Einzel-Zell-Analyse der wechselseitigen Interaktionen zu deren klinischen Implikationen für die Knochenerkrankung und das Überleben beim Multiplen Myelom“ wird von der DFG mit 310.000 Euro gefördert. 

Die beiden Wissenschaftlerinnen Ebert und Jundt im Labor
Prof. Dr. Regina Ebert vom Lehrstuhl für Regeneration Muskuloskelettaler Gewebe (links) und Prof. Dr. Franziska Jundt von der Medizinischen Klinik und Poliklinik II untersuchen in Würzburg, wie sich Übergewicht und Bewegung auf die Knochengesundheit beim Multiplen Myelom auswirken. © Regina Ebert / Franziska Jundt

Praxisverändernde Studie zur Therapie beim Multiplen Myelom

Eine im New England Journal of Medicine publizierte und praxisverändernde Studie, an deren Konzeption und Durchführung Prof. Hermann Einsele vom Universitätsklinikum Würzburg (UKW) entscheidend beteiligt war, definiert eine neue Erstlinientherapie des Multiplen Myeloms mit dem Wirkstoff Daratumumab. Die Vierfach Therapie Standard + Daratumumab kombiniert mit der Hochdosistherapie und Stammzellentransplantation zeigt eine bisher noch nie bei Patientinnen und Patienten mit Multiplem Myelom gesehene Krankheitskontrolle - so waren mehr als 84 Prozent der behandelten Patientinnen und Patienten nach vier Jahren noch krankheitsfrei.

Porträtfoto von Hermann Einsele
Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) und Sprecher des Nationalen Tumorzentrums NCT WERA war als Mitglied des European Myeloma Network maßgeblich an der Konzeption und Durchführung der internationalen Phase-3-Studie PERSEUS beteiligt. © UKW

Würzburg. Daratumumab ist ein spezifischer, künstlich hergestellter Antikörper, der gegen das Protein CD38 wirkt, das auf bestimmten Zellen, insbesondere Tumorzellen, vorkommt. Das bedeutet: Daratumumab bekämpft den Tumor direkt und unterstützt gleichzeitig das Immunsystem dabei, die Krebszellen besser zu erkennen und zu zerstören. Der Wirkstoff ist bereits für die Standardtherapie des Multiplen Myeloms, einer bösartigen Erkrankung des Knochenmarks, zugelassen.

Die internationale Phase-3-Studie PERSEUS untersuchte die Wirksamkeit und Sicherheit von subkutan verabreichtem Daratumumab bei der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit neu diagnostiziertem Multiplem Myelom, die für eine Transplantation in Frage kommen. An der Studie nahmen insgesamt 709 Patientinnen und Patienten teil, die nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt wurden. Die eine Gruppe erhielt zusätzlich zur Induktions-, Konsolidierungs- und Erhaltungstherapie mit Bortezomib, Lenalidomid und Dexamethason (kurz: VRd-Therapie) den Wirkstoff Daratumumab subkutan. Die andere Gruppe erhielt nur die VRd-Therapie.

Subkutane Verabreichung hat weniger Nebenwirkungen als die intravenöse

„Die subkutane Verabreichung von Daratumumab, also die Injektion in das Fettgewebe unter der Haut, ist genauso wirksam wie die intravenöse Verabreichung und hat ähnliche Auswirkungen auf den Körper. Beide Verabreichungsformen sind sicher, aber die subkutane Form hat weniger Nebenwirkungen. Außerdem kann sie schneller verabreicht werden - in nur drei bis fünf Minuten. Das bedeutet, dass unsere Patientinnen und Patienten das Medikament in einer einzigen Dosis erhalten können, was bequem ist und weniger Zeit in Anspruch nimmt“, erklärt Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg (UKW), Sprecher des Nationalen Tumorzentrums NCT WERA und Mitglied des European Myeloma Network.

Enorme Fortschritte in der Therapie des Multiplen Myeloms

Im Hauptfokus der Studie, die im New England Journal of Medicine publizierte wurde, stand das so genannte progressionsfreien Überleben, also die Zeit, in der die Krankheit ohne Fortschreiten oder Tod kontrolliert werden konnte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gruppe, die zusätzlich Daratumumab erhielt, einen signifikanten Vorteil beim progressionsfreien Überleben hatte. Generell seien Hermann Einsele zufolge bei der Erkrankung, bei der in den vergangenen zehn Jahren 14 neue Medikamente zugelassen wurden, enorme Fortschritte in der Therapie erreicht. Vor 20 Jahren war die mittlere Überlebenszeit der Betroffenen zwei bis drei Jahre. In der aktuellen Studie waren nach 48 Monaten 84,3 Prozent der Patientinnen und Patienten ohne Fortschreiten der Erkrankung, verglichen mit 67,7 % in der Gruppe ohne Daratumumab. Weitere wichtige Ergebnisse waren, dass in der Daratumumab-Gruppe mehr Studienteilnehmende ein vollständiges oder besseres Ansprechen auf die Behandlung zeigten, und auch der Anteil der Patientinnen und Patienten mit einem negativen Status für eine minimale Resterkrankung höher war als in der Kontrollgruppe. Unerwünschte Ereignisse, insbesondere schwere, traten in beiden Gruppen auf, aber die Zugabe von Daratumumab führte nicht zu einem erhöhten Risiko für schwerwiegende Nebenwirkungen.

Neue Erstlinien-Therapie beim Multiplen Myelom definiert

Hermann Einsele zieht folgendes Fazit: „Unsere Studie zeigt, dass die Zugabe von subkutan verabreichtem Daratumumab zu einer 3er-Kombinationstherapie bei Patientinnen und Patienten mit neu diagnostiziertem Multiplen Myelom, die für eine Transplantation in Frage kommen, einen signifikanten Vorteil im Hinblick auf das progressionsfreie Überleben bringt. Damit haben wir eine neue Erstlinientherapie für das Multiple Myelom definiert. Die Studie verändert die Praxis.

Die Studie wurde gefördert durch das European Myeloma Network in Zusammenarbeit mit Janssen Research and Development; PERSEUS ClinicalTrials.gov-Nummer, NCT03710603; EudraCT-Nummer, 2018-002992-16. 

Publikation: 
Pieter Sonneveld, M.D., Ph.D., Meletios A. Dimopoulos, M.D., Mario Boccadoro, M.D., Hang Quach, M.B., B.S., M.D., P. Joy Ho, M.B., B.S., D.Phil., Meral Beksac, M.D., Cyrille Hulin, M.D., Elisabetta Antonioli, M.D., Ph.D., Xavier Leleu, M.D., Ph.D., Silvia Mangiacavalli, M.D., Aurore Perrot, M.D., Ph.D., Michele Cavo, M.D., et al., for the PERSEUS Trial Investigators*. Daratumumab, Bortezomib, Lenalidomide, and Dexamethasone for Multiple Myeloma. The New England Journal of Medicine. December 12, 2023. DOI: 10.1056/NEJMoa2312054

Porträtfoto von Hermann Einsele
Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) und Sprecher des Nationalen Tumorzentrums NCT WERA war als Mitglied des European Myeloma Network maßgeblich an der Konzeption und Durchführung der internationalen Phase-3-Studie PERSEUS beteiligt. © UKW

Virtueller Zwilling soll Behandlung mit Krebsimmuntherapien verbessern

Ein internationales Team mit Würzburger Beteiligung hat im Dezember 2023 das Forschungsprojekt CERTAINTY gestartet. Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und dem Gesundheitswesen will das Projektteam unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie IZI einen virtuellen Zwilling entwickeln, der zukünftig die Behandlung mit personalisierten Krebsimmuntherapien verbessern soll.

Myelom-Zellpräparat eines Patienten mit violetten Plasmazellen
Bei gesunden Menschen sollte höchstens jede zwanzigste Zelle des Knochenmarks eine Plasmazelle sein. In diesem Knochenmarkausstrich eines Myelompatienten sind deutlich mehr violette Plasmazellen zu sehen. © UKW

Mit den Krebsimmuntherapien hat sich in den vergangenen Jahren neben den klassischen Behandlungsoptionen (Chirurgie, Strahlen- & Chemotherapie) eine weitere Säule in der medizinischen Onkologie etabliert. Zu den Vorteilen personalisierter Behandlungsansätze wie der CAR-T-Zelltherapie gehört auch eine präzisere Phänotypisierung der individuellen Patientinnen und Patienten.

Digitales Abbild von molekularen und zellulären Merkmalen und klinischen Verlaufsdaten jedes Betroffenen

Für Diagnose, Therapieentscheidung und Verlaufskontrolle werden zahlreiche klinische, bildgebende, molekulare und zellanalytische Daten pro Patientin und Patient erhoben und verarbeitet. In der Gesamtheit aller Daten innerhalb eines Krankheitsbildes verbirgt sich ein enormes Potenzial, um Diagnose und Therapie für zukünftige Patientinnen und Patienten zu verbessern. Ein Ansatz zur Verwirklichung dieses Potenzials ist das Konzept des virtuellen Zwillings. Dabei werden bestimmte molekulare und zelluläre Merkmale einer Person sowie deren klinische Verlaufsdaten zu einem digitalen Abbild zusammengeführt und dieses anhand einer Reihe von Datenvariablen regelmäßig aktualisiert. Anhand von Vergleichsdaten von Krebskranken mit ähnlichen Merkmalen können durch den virtuellen Zwilling dann Prognosen zum Krankheitsverlauf oder zu verschiedenen Therapieoptionen simuliert werden.

Virtueller Zwilling für Behandlung des Multiplen Myeloms mit CAR-T-Zell-Therapien

Entsprechende Konzepte zum virtuellen Zwilling und erste, vielversprechende Modelle existieren bereits im Bereich der Herz-Kreislauferkrankungen. Im EU-Projekt CERTAINTY sollen nun Module für einen entsprechenden virtuellen Zwilling für die Behandlung von Krebskranken mit CAR-T-Zell-Therapien entwickelt werden. Dieses soll Ärztinnen und Ärzten zukünftig bei der Auswahl der bestmöglichen Therapie unterstützen und zudem das Gesundheitssystem durch den effizienteren Einsatz kostenintensiver Medikamente entlasten.

Der virtuelle Zwilling wird zunächst beispielhaft für das Multiple Myelom (MM), eine bösartige Erkrankung des Knochenmarkes, entwickelt. Vorgesehen ist, dass dieser die individuelle Pathophysiologie von Patientinnen und Patienten, die für zelluläre Immuntherapien in Frage kommen oder sich diesen unterziehen, umfassend wiedergibt und regelmäßig aktualisiert wird. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Integration molekularer Muster in die digitalen Berechnungsmodelle. Weitere Schlüsseltechnologien sind die Erhebung und Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data Processing), maschinelles Lernen, personalisierte in vitro Modelle und softwaregestützte mechanistische Modelle. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Entwicklung von Schnittstellen, die den Datenzugriff bzw. die Interaktion zwischen verschiedenen physischen und digitalen Systemen stets unter Berücksichtigung des Datenschutzes gewährleisten.  Weitere Aspekte, die im Projekt Berücksichtigung erfahren, sind die Einbindung sozioökonomischer Faktoren, die den Krankheitsverlauf beeinflussen können, sowie zukünftige Anwendungen für Patientinnen und Patienten.

UKW wird das “Virtual Twin” Konzept bei der CAR-T-Zell Therapie beim Multiplen Myelom einsetzen

Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ist in Europa als führende Institution in der Entwicklung und klinischen Anwendung innovativer Immuntherapien mit CAR-T-Zellen und T-Zell-aktivierenden Antikörpern anerkannt. Im Projekt CERTAINTY wird das UKW seine fundierte Expertise in der präklinischen, translationalen und klinischen Entwicklung von CAR-T-Zell-Therapien zur Behandlung des Multiplen Myeloms einbringen. Darüber hinaus wird das UKW seine Erfahrungen in der Entwicklung von KI-unterstützten Herstellungs- und Therapie-Modellen beisteuern. Ein zentrales Projektziel für das UKW in CERTAINTY ist es, das “Virtual Twin”-Konzept in präklinischen Modellen der CAR-T-Zell-Therapie zu verfeinern und perspektivisch auch in klinischen Studien zu evaluieren. Das UKW Projektteam in CERTAINTY wird von Dr. Miriam Alb am Lehrstuhl für Zelluläre Immuntherapie (Professor Michael Hudecek) an der Medizinischen Klinik und Poliklinik II (Professor Hermann Einsele) geleitet. Das Team des Lehrstuhls für Zelluläre Immuntherapie koordiniert zahlreiche nationale und internationale Forschungsprojekte im Bereich der CAR-T-Zell-Therapie und des Multiplen Myeloms und verfügt über ein dichtes und lebendiges Netzwerk, das die Projektarbeit in CERTAINTY unterstützen und verstärken wird. 

Projektleitung: Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie

Das Fraunhofer IZI bringt neben der Projektleitung seine Expertise im Bereich der personalisierten Medizin und molekularen Diagnostik ein. Im Rahmen des Projektes wird das Institut digitale Berechnungsmodelle entwickeln, anhand derer individuelle Krankheitsverläufe mittels molekularer bzw. genetischer Muster von Patientinnen und Patienten oder CAR-T-Zellen identifiziert werden können.
Projektkoordinatorin Dr. Kristin Reiche, Leiterin der Arbeitsgruppe Bioinformatik am Fraunhofer IZI, erläutert: "Für CERTAINTY werden wir auf bestehende computergestützte Modelle der menschlichen Biologie aufbauen. Wir möchten diese mit neuartigen Modellen für genetisch modifizierte Immunzellen wie den CAR-T-Zellen kombinieren, um den individuellen Krankheits- bzw. Therapieverlauf für Patientinnen und Patienten zu modellieren."


Das EU Konsortium »CERTAINTY – A cellular immunotherapy virtual twin for personalized cancer treatment« wird von der Europäischen Union mit knapp 10 Millionen EUR über die nächsten 4,5 Jahre gefördert.

PARTNER
Fraunhofer-Gesellschaft, Deutschland
· Fraunhofer IZI (Projektkoordination)
· Fraunhofer SCAI
· Fraunhofer IMW
Universitätsmedizin Leipzig, Deutschland
Singleron Biotechnologies GmbH, Deutschland
Collaborate Project Management, Deutschland
Myeloma Patients Europe AISBL, Belgien
TriNetX Oncology GmbH, Deutschland
Masaryk University, Tschechische Republik
Information Technology for Translational Medicine, Luxemburg
Universitätsklinikum Würzburg, Deutschland
Institut Curie, Frankreich
University of Namur, Belgien
Universitair Medisch Centrum (UMC) Utrecht, Niederlande
Charité - Universitätsmedizin Berlin, Deutschland
European Society for Blood and Marrow Transplantation (EBMT), Niederlande
HealthTree Foundation, USA
Roche Pharma AG, Schweiz

Myelom-Zellpräparat eines Patienten mit violetten Plasmazellen
Bei gesunden Menschen sollte höchstens jede zwanzigste Zelle des Knochenmarks eine Plasmazelle sein. In diesem Knochenmarkausstrich eines Myelompatienten sind deutlich mehr violette Plasmazellen zu sehen. © UKW

Würzburger in „Champions League der Myelom-Forschenden“

Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ist Teil eines großen, internationalen Konsortiums, welches von der amerikanischen Multiple Myeloma Research Foundation MMRF mit insgesamt 21 Millionen Dollar gefördert wird.

Tumorzellen, Immunzellen und stromale Zellen in einer Läsion des Multiplen Myeloms
Immunfluoreszenz Bild von einer extramedullären Läsion des Multiplen Myelom, also eines Tumorherdes außerhalb des Knochenmarks. Die bösartigen Plasmazellen sind blau eingefärbt, die T-Zellen grün und stromale Zellen wie Fibroblasten und Endothelzellen rot. © Angela Riedel / Uniklinikum Würzburg

Würzburg. Das Multiple Myelom ist der zweithäufigste Blutkrebs. Es entwickelt sich im Knochenmark und kann sich im ganzen Körper ausbreiten. Trotz aller medizinischen Fortschritte erleiden die meisten Patientinnen und Patienten einen Rückfall und lassen sich bis heute nicht heilen. Die amerikanische Multiple Myeloma Research Foundation (MMRF) ist die weltweit größte gemeinnützige Stiftung, die sich ausschließlich darauf konzentriert, wissenschaftliche und klinische Fortschritte in der Behandlung des Multiplen Myeloms voranzutreiben. Anfang November gab die Stiftung die Empfänger von drei so genannten MMRF Myeloma Accelerator Challenge (MAC) Program Grants bekannt, die sich auf zwei kritische Bereiche mit noch ungedecktem Bedarf beim Multiplen Myelom konzentrieren. Die drei Programme zielen darauf ab, mehrere Zentren zu vernetzen, ihre Ressourcen und Proben zu bündeln und überzeugende Hypothesen voranzutreiben, die rasch in klinischen Studien getestet werden können. Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ist Teil eines dieser auf drei Jahre ausgelegten Projekte, die jeweils 7 Millionen Dollar erhalten. 

Hochrisikopatientinnen und Patienten im Fokus der europäischen Gruppe

„Mit dem Grant wurden wir sozusagen in die Champions-Leage der Myelom-Forschenden aufgenommen“, freut sich Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II am UKW und Sprecher des neu gegründeten Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen NCT WERA. Neben ihm sind Prof. Dr. Martin Kortüm, Dr. Umair Munawar, Dr. Leo Rasche und Dr. Angela Riedel im Würzburger Team vertreten. Sie erarbeiten in der europäischen Gruppe gemeinsam mit dem Erasmus Medical Center in Rotterdam, dem Universitätsklinikum in Amsterdam sowie den Universitäten in Turin und Salamanca einen systembiologischen Ansatz für die Optimierung der Behandlung für Hochrisikopatientinnen und -patienten mit Multiplem Myelom. Die Betroffenen erleiden häufig sehr früh einen Rückfall und weisen im Vergleich zu Standardrisikopatientinnen und -patienten eine schlechtere Überlebensrate auf. 

„Wir werden untersuchen, was Patientinnen und Patienten mit hohem Risiko und schlechterem Therapieansprechen von anderen unterscheidet. Durch die Kombination verschiedener Aspekte der Erkrankung werden wir eine integrierte Definition des Multiplen Myeloms mit hohem Risiko erarbeiten und damit einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu neuen, speziell auf diese Patientinnen und Patienten zugeschnittenen Therapien machen“, beschreibt Hermann Einsele das Projektvorhaben. Dafür stehen allein dem Würzburger Team zwei Millionen Dollar zur Verfügung.

Eine amerikanische Forschungsgruppe wird mit Hilfe modernster Technologien eine große Kohorte von Patientenproben auf genomischer und immunologischer Ebene analysieren, um die entscheidenden Ereignisse zu verstehen, die das Multiple Myelom mit hohem Risiko auslösen. Die Studien haben das Potenzial, neue Schwachstellen zu identifizieren, die mit CRISPR-Gen-Editing im Labor weiter untersucht werden.

Bei der dritten MAC-Förderung arbeitet ein weiteres amerikanisches Team an einer verbesserten Identifizierung des Hochrisiko-Smoldering-Myeloms (HR SMM). Das schwelende Myelom ist ein frühes, asymptomatisches Stadium, das sich zum aktiven Multiplen Myelom entwickeln kann.

Durch Zusammenarbeit und Finanzierung Forschungstempo beschleunigen 

„Die MAC Grants sind ein wichtiger neuer Teil unserer Investitionen, und wir freuen uns, dass die ausgewählten Programme mehrere Zentren zusammenbringen werden, um in hochgradig kooperativen Netzwerken zu arbeiten. Unser strategischer Plan identifiziert spezifische Forschungsbereiche, die mehr Aufmerksamkeit benötigen, und nur durch die Zusammenarbeit mehrerer Zentren können wir schnell einen großen Satz von Patienten und Proben schaffen, die für neue Forschungsmethoden geeignet sind“, sagt George Mulligan, PhD, Chief Scientific Officer des MMRF. Michael Andreini, Präsident und CEO des MMRF fügt hinzu: „Das Forschungstempo muss beschleunigt werden, wenn wir den erheblichen ungedeckten Bedarf beim Multiplen Myelom decken wollen, und der Weg dorthin führt über Zusammenarbeit und Finanzierung. Die Zusammenführung verschiedener Teams durch unsere MAC-Zuschüsse, die normalerweise viele Hindernisse bei der Zusammenarbeit haben, wird diese Forschungsprioritäten stärker fokussieren und ausweiten, was zu schnelleren und wirkungsvolleren Erkenntnissen für die Patientinnen und Patienten führen wird."


Über die Multiple Myeloma Research Foundation® (MMRF®):

Die Multiple Myeloma Research Foundation® (MMRF®) aus Norwalk/Connecticut tätigt bedeutende strategische Investitionen, um solide molekulare und klinische Daten zu generieren und translationale Forschung zu betreiben, die zu besseren Behandlungsmöglichkeiten des Multiplen Myeloms führt. Im Mittelpunkt des Stiftungsauftrags steht das Engagement für mehr gesundheitliche Chancengleichheit, damit alle Myelompatientinnen und -patienten von den wissenschaftlichen und klinischen Fortschritten profitieren können, welche die Forschenden verfolgen. Seit der Gründung hat die MMRF über 500 Millionen Dollar für die Forschung aufgebracht, fast 100 klinische Studien eingeleitet und dazu beigetragen, dass mehr als 15 von der FDA zugelassene Therapien auf den Markt kamen, die die Lebenserwartung von Myelompatientinnen und -patienten verdreifacht haben. Weitere Informationen finden Sie unter www.themmrf.org

Über das Multiple Myelom und Würzburgs Beitrag zur Erforschung und Anwendung von Immuntherapien: 

Das Multiple Myelom ist nach der Leukämie die zweithäufigste Blutkrebserkrankung, bei der es zu verschiedenen bösartigen Tumorherden im Knochenmark kommt. Der Begriff leitet sich vom Lateinischen „multiple“ für vielfach und dem Griechischen „myelos“ für Mark ab. Jedes Jahr erhalten allein in Deutschland rund 7.000 Menschen die Diagnose. Das Erkrankungsrisiko steigt in höherem Alter deutlich an. Bei den Betroffenen vermehren sich entartete Plasmazellen unkontrolliert und verdrängen die gesunden weißen Blutkörperchen, die für die Produktion von Antikörpern zuständig sind. Aufgrund der veränderten Immunität kommt es vermehrt zu Infektionen, die Knochenstruktur wird zerstört, Nerven und Organe werden geschädigt, die Betroffenen leiden unter Müdigkeit und Appetitlosigkeit. Dauerhaft geheilt werden kann diese Krebserkrankung noch nicht. Denn auch nach vermeintlich erfolgreicher Therapie müssen die Betroffenen immer mit einem Rezidiv rechnen. Mit einem besseren Verständnis der Evolution dieser entarteten Knochenmarkzellen könnten aber die Diagnose und Behandlung optimiert werden.
Als große Hoffnungsträger gelten Immuntherapien mit Antikörpern oder Gen-manipulierten T-Zellen, den so genannten CAR-T-Zellen. Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) spielt bei der Erforschung, Anwendung und Ausweitung dieses neuen Arzneimittelprinzips eine international bedeutende Rolle. So wird in Würzburg das größte Myelom-Programm in Europa mit vielem klinischen Studien und Begleitforschung zu den neuesten Therapieformen wie CAR-T-Zellen und verschiedenen T-Zell-aktivierenden (bispezifischen) Antikörpern angeboten. 
 

Tumorzellen, Immunzellen und stromale Zellen in einer Läsion des Multiplen Myeloms
Immunfluoreszenz Bild von einer extramedullären Läsion des Multiplen Myelom, also eines Tumorherdes außerhalb des Knochenmarks. Die bösartigen Plasmazellen sind blau eingefärbt, die T-Zellen grün und stromale Zellen wie Fibroblasten und Endothelzellen rot. © Angela Riedel / Uniklinikum Würzburg

Hermann Einsele hielt renommierte Emil-von-Behring-Vorlesung

Für seine hervorragenden wissenschaftlichen Arbeiten wurde Prof. Hermann Einsele auf dem Jahreskongress der Deutschen Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie (DGTI) mit der Emil-von-Behring-Vorlesung 2023 ausgezeichnet.

v.l.n.r. Axel Seltsam, Hermann Einsele und Rainer Blasczyk
Prof. Hermann Einsele vom Uniklinikum Würzburg (Mitte) wurde beim Jahreskongress der Deutschen Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie (DGTI) mit der Emil-von-Behring-Vorlesung ausgezeichnet. Es gratulierten DGTI-Vorstand Prof. Axel Seltsam vom Blutspendedienst Bayer. Rotes Kreuz (links) und Kongresspräsident Prof. Rainer Blasczyk vom Institut für Transfusionsmedizin und Transplant Engineering (rechts). © Conventus GmbH

Im Jahr 1901 erhielt der Immunologe und Serologe Emil von Behring für seine Entdeckung der körpereigenen Immunabwehr durch Antikörper und die daraus entwickelte Blutserumtherapie gegen Diphterie und Tetanus den ersten Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Dem Andenken Emil von Behrings stiftet die Deutsche Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie (DGTI) alle zwei Jahre die Emil-von-Behring-Vorlesung. Die mit 10.000 Euro dotierte Vorlesung ist eine der höchsten Auszeichnungen der DGTI. In diesem Jahr wurde Prof. Dr. Hermann Einsele die hohe Ehre zuteil, die Emil-von-Behring-Vorlesung auf der Eröffnungsveranstaltung des DGTI Jahreskongresses am 20. September in Berlin zu halten. 

Pionierarbeit auf dem Gebiet der Immuntherapien bei Krebserkrankungen

Prof. Dr. Herrmann Einsele ist Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II am Uniklinikum Würzburg (UKW) und Sprecher des neu gegründeten Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen NCT WERA. Gemeinsam mit seinem Team leistet der Hämatologe und Onkologe Pionierarbeit auf dem Gebiet der Immuntherapien bei Krebserkrankungen. Ein großer Schwerpunkt ist hier das Multiple Myelom, nach Leukämie die zweithäufigste Blutkrebserkrankung. So wird in Würzburg das größte Myelom-Programm in Europa mit vielem klinischen Studien und Begleitforschung zu den neuesten Therapieformen wie CAR T Zellen und verschiedenen T Zell aktivierenden (bispezifischen) Antikörpern angeboten.

Offenes Rennen zwischen CAR-T-Zellen und Stammzellen beim Multiplen Myelom 

In seiner Emil-von-Behring-Vorlesung zeigte er die Entwicklungen auf „Von der Stammzell-Transplantation zur CAR-T-Zelltherapie am Beispiel des Multiplen Myeloms“. Er demonstrierte Vor- und Nachteile der beiden Therapieformen und ging der Frage nach, ob die CAR-T-Zelltherapie eines Tages die Stammzelltransplantation, die immer noch die erste potentiell kurative Immuntherapie ist, ersetzen kann. Das Rennen zwischen CAR-T-Zellen und eigenen (autologen) oder fremden (allogenen) Blutstammzellen sei bei der Behandlung des Multiplen Myeloms noch offen, De facto können die CAR-T-Zelltherapie noch viel von der allogenen Stammzelltransplantation lernen. Wichtig sei eine enge Kooperation zwischen Hämatologie und Transfusionsmedizin.

Hintergrund - Emil-von-Behring Vorlesung

Dem Andenken Emil von Behrings vergibt die Deutsche Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie alle zwei Jahre die Emil-von-Behring-Vorlesung an hervorragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des In- und Auslandes, die auf den an die Transfusionsmedizin angrenzenden Gebieten Immunologie, Biochemie, Pathophysiologie, Virologie, Molekularbiologie und Mikrobiologie tätig sind. Die Firma CSL Behring stellt für die Auszeichnung gemäß Statuten jeweils 10.000 Euro zur Verfügung. Jedes Mitglied der Gesellschaft konnte bis zum 30.04.2023 Vorschläge zur Verleihung der Emil-von-Behring Vorlesung in schriftlicher und begründeter Form bei der Geschäftsstelle einreichen. Die Vergabe der Emil-von-Behring-Vorlesung wird von einer Kommission vorgenommen, die sich aus dem 1. Vorsitzenden der Deutschen Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie als Vorsitzendem, einem für jede Vergabe vom Vorstand der DGTI neu zu bestellenden Mitglied der Gesellschaft und einem Wissenschaftler der Firma CSL Behring zusammensetzt.

Weitere Informationen zu Immuntherapien beim Multiplen Myelo

Jedes Jahr erhalten allein in Deutschland rund 7.000 Menschen die Diagnose Multiples Myelom. Dauerhaft geheilt werden kann diese Krebserkrankung, die von veränderten Plasmazellen im Knochenmark ausgeht, noch nicht. Denn auch nach vermeintlich erfolgreicher Therapie müssen die Betroffenen immer mit einem Rezidiv rechnen. Mit einem besseren Verständnis der Evolution dieser entarteten Knochenmarkzellen könnten aber die Diagnose und Behandlung optimiert werden.

Als große Hoffnungsträger gelten Immuntherapien mit Antikörpern oder Gen-manipulierten T-Zellen, den so genannten CAR-T-Zellen. Die Wahl der Immuntherapie und ihr Erfolg hängt im entscheidenden Maße davon ab, ob, wie viele und welche Antigene sich auf der Krebszelle befinden.

Eine der vielversprechendsten Behandlungsmethoden gegen den Knochenmarkkrebs sind CAR-modifizierte Immunzellen. Bei der zellulären Immuntherapie wird den weißen Blutkörperchen unseres Immunsystems, den T-Zellen, auf die Sprünge geholfen. Dazu werden die T-Zellen gentechnologisch verändert und im Labor mit einem künstlichen auf die entsprechende Krebsart zugeschnittenen Rezeptor ausgestattet, dem Chimären Antigen Rezeptor, kurz CAR. Anschließend werden die „scharf gestellten“ T-Zellen als lebendes Medikament dem Patienten zurückgegeben. Mithilfe des spezifischen Oberflächenmarkers können die CAR-T-Zellen die Tumorzellen im Körper aufspüren und zerstören.

Bei einer Antikörpertherapie werden den Betroffenen künstliche Proteine infundiert, die mit den körpereigenen Immunzellen reagieren, indem sie an ihr entsprechendes Antigen binden, und so letztlich zu einem besseren Anti-Tumor-Effekt führen. Bispezifische Antikörper können zeitgleich an zwei verschiedene Oberflächenmerkmale binden, mit dem einen Arm an das der Immunzelle, mit dem andern an das der Tumorzelle. Dadurch werden die Immunzellen sozusagen zur Tumorzelle geführt, die es zu vernichten gilt. 

v.l.n.r. Axel Seltsam, Hermann Einsele und Rainer Blasczyk
Prof. Hermann Einsele vom Uniklinikum Würzburg (Mitte) wurde beim Jahreskongress der Deutschen Gesellschaft für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie (DGTI) mit der Emil-von-Behring-Vorlesung ausgezeichnet. Es gratulierten DGTI-Vorstand Prof. Axel Seltsam vom Blutspendedienst Bayer. Rotes Kreuz (links) und Kongresspräsident Prof. Rainer Blasczyk vom Institut für Transfusionsmedizin und Transplant Engineering (rechts). © Conventus GmbH

Ein Maß für die Knochenregeneration beim Multiplen Myelom

Studie vom Uniklinikum Würzburg liefert erstmals ein Maß, um die Knochenregeneration beim Multiplen Myelom zu beurteilen. Die Vermessung der Läsionsgröße ist ein verlässlicher Parameter für die Definition des Endpunktes in geplanter Folgestudie zur Bewegungstherapie.

Computertomografische Aufnahmen einer Läsion vor und nach Therapie.
Darstellung des Therapieansprechens bei einer 62-jährigen Patientin mit multiplem Myelom (IgG kappa, R-ISS I). Die Baseline-CT zeigt einen Knochendefekt im ersten Lendenwirbel (A/D) mit trabekulärer Remineralisierung nach sechs Zyklen E-KRd (B/E). Eine farbkodierte Subtraktionskarte zeigt das Ausmaß der Remineralisierung in verschiedenen Teilen der Läsion (C/F). Obere Reihe: Standardansicht. Untere Reihe: Vergrößerung. ©Jan-Peter Grunz / MDPI (doi.org/10.3390/cancers15154008)

Das Multiple Myelom zählt zu den häufigsten Tumoren im Knochen und Knochenmark. Dauerhaft geheilt werden kann die Krebserkrankung noch nicht. Und selbst wenn die Tumorzellen mit modernen Therapien abgeräumt wurden, bleiben in der Regel Löcher im Knochen, die zu Schmerzen, Frakturen und im schlimmsten Fall zu einer Querschnittslähmung führen können. Am Uniklinikum Würzburg (UKW) wurde nun erstmals wissenschaftlich analysiert, ob und in welchem Maß sich die Knochen während einer standardisierten Induktionstherapie, also in der ersten intensiven Behandlungsphase, regenerieren

Nach Induktionstherapie: Läsionen verkleinern sich um 22 Prozent, Trabekel remineralisiert

Nach sechs Zyklen mit dem Anti-SLAM7-Antikörper Elotuzumab in Kombination mit dem Proteasom-Inhibitor Carfilzomib, dem Immunmodulator Lenalidomid und Kortison Dexmethason (kurz E-KRd) hat sich die Größe der Löcher im Schnitt um 22 Prozent verringert. Ferner war auf den Röntgenbildern eine deutliche Remineralisierung des Trabekels, also des Knocheninneren, zu erkennen. 

„Das ist die gute Botschaft: Eine Knochenregeneration findet statt. Es ist möglich, das Innere des Knochens wiederaufzubauen“, freut sich Prof. Dr. Franziska Jundt. Die Oberärztin der Medizinischen Klinik und Poliklinik II am UKW hat selbst nicht mit so einem positiven Ergebnis gerechnet, dass man mit modernen Therapien 22 Prozent Regeneration erreichen kann. Aber die Lücke zu 100 Prozent sei noch zu groß. „Deshalb benötigen wir unbedingt neue Therapieideen, um den Knochenaufbau anzustoßen.“ 

Impact-Training: Springen und stampfen für stärkere Knochen

Einen Ansatzpunkt verfolgt Franziska Jundt derzeit mit einem Impact-Training. Durch gezieltes und regelmäßiges Springen und Stampfen soll das muskuloskelettale System stimuliert werden, sodass sich die Knochendichte erhöhen, die Mobilität verbessern und Frakturen vorgebeugt werden könnte. „Wir streben mindestens das doppelte an Knochenmineralisation an“, so die Hämatoonkologin. In einer Machbarkeitsstudie (MIMM) hat Franziska Jundt gerade geprüft, ob die Bewegungstherapie, die in Zusammenarbeit mit Freerk Baumann, Professor für onkologische Bewegungswissenschaften an der Uniklinik Köln, entwickelt wurde, den Myelom-Patientinnen und Patienten zugemutet werden kann. „Die Daten werden gerade noch ausgewertet, aber wir haben tolle Effekte hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und Lebensqualität bei unseren Probandinnen und Probanden beobachtet, und das Training unter medizinischer Anleitung kann unter Umständen sogar während einer Chemotherapie laufen“, berichtet Franziska Jundt.

Die Wirksamkeit des Impact-Trainings soll nun in einer größer angelegten Studie in Würzburg, aber auch in Essen und Köln getestet werden. Für die Zielgröße galt es einen primären Endpunkt zu formulieren. Mit welchem Parameter kann die Knochenregeneration quantitativ und qualitativ beurteilt werden? 

Vermessung der Läsionsgröße ist verlässlicher Parameter 

Am Uniklinikum Würzburg haben die Radiologen Dr. Jan Peter Grunz und Privatdozent Dr. Andreas Kunz unabhängig voneinander Röntgenbilder beurteilt, die von insgesamt 20 Patientinnen und Patienten mit einem neu diagnostizierten Multiplen Myelom vor und nach der standardisierten E-KRd-Therapie mittels Computertomografie erstellt wurden. „Die erste Herausforderung war das Finden und Messen der Läsionen zu beiden Zeitpunkten“, kommentiert Jan-Peter Grunz, der die Ergebnisse als Erstautor im Fachjournal Cancers publiziert hat. Insgesamt sind den Radiologen 108 Läsionen aufgefallen, wovon 94 von beiden entdeckt wurden, 14 nur von jeweils einem.

„Unterm Strich haben wir in der Studie gezeigt, dass wir die Läsionen mit einer Standardabweichung von 1,2 Millimetern verlässlich erfassen und messen können“, resümiert Jan-Peter Grunz. Gemeinsam mit dem Bioinformatiker Dr. Dirk Hasenclever aus Leipzig haben die Radiologen aber nicht nur ein quantifizierbares Maß geliefert, welches man auf andere Studien übertragen kann, sondern auch den Remineralisierungsprozess qualitativ dargestellt. „Mit einer speziellen Farbkodierung konnten wir die Regeneration im inneren und äußeren Bereich der Knochen sichtbar machen“, erläutert Jan-Peter Grunz. 

Knochenzellen aus der Lethargie holen

Welche Faktoren zusammenkommen müssen, um den knochenzersetzende Prozess umzukehren und einen vollständigen stabilen Knochenaufbau zu erreichen, sei noch unklar. „Die Tumorzellen haben die Knochenzellen so verändert, dass sie in einem lethargischen Zustand sind und keinen Knochenaufbau betreiben können. Diesen Zustand gilt es zu überwinden“, erörtert Franziska Jundt. Vielleicht löst die mechanische Stimulation durch das Sprung- und Stampftraining diese Bremse, vielleicht können neue Immuntherapien weitere Anstöße liefern, vielleicht muss zusätzlich ein Signalweg in den Knochenzellen beeinflusst werden. 

Notch-Signalweg verantwortet Expression der extrazellulären Matrix 

Ihre neuesten Erkenntnisse zum Notch-Signalweg hat Franziska Jundt gerade im Blood Cancer Journal publiziert. Der Notch-Signalweg sorgt nicht nur dafür, dass die Myelomzellen besser wachsen und weniger über den programmierten Zelltod zu Grunde gehen können, er ist auch dafür zuständig, dass die Tumorzellen die sie umgebende Matrix produzieren. „Das bedeutet, dass sich die Tumorzellen ihr Bett selber formen“, erklärt Franziska Jundt. „Und diese vom Tumor gebildeten Matrix-Faktoren sind relevant für das Überleben der Myelom-Patientinnen und Patienten. Die Expression bestimmter Matrix-Faktoren steht unmittelbar mit einem besseren oder schlechteren Überleben in Verbindung.“ Die Schwierigkeit besteht nun darin, den Notch-Signalweg in den Tumorzellen spezifisch zu blockieren, ohne zu viele negative Nebeneffekte auf gesunde Zellen. 

Über das Multiple Myelom und Immuntherapien: 
Das Multiple Myelom ist nach der Leukämie die zweithäufigste Blutkrebserkrankung, bei der es zu verschiedenen bösartigen Tumorherden im Knochenmark kommt. Der Begriff leitet sich vom Lateinischen „multiple“ für vielfach und dem Griechischen „myelos“ für Mark ab. Jedes Jahr erhalten allein in Deutschland rund 7.000 Menschen die Diagnose. Das Erkrankungsrisiko steigt in höherem Alter deutlich an. Bei den Betroffenen vermehren sich entartete Plasmazellen unkontrolliert und verdrängen die gesunden weißen Blutkörperchen, die für die Produktion von Antikörpern zuständig sind. Aufgrund des veränderten Immunität kommt es vermehrt zu Infektionen, die Knochenstruktur wird zerstört, Nerven und Organe werden geschädigt, die Betroffenen leiden unter Müdigkeit und Appetitlosigkeit. Dauerhaft geheilt werden kann diese Krebserkrankung noch nicht. Denn auch nach vermeintlich erfolgreicher Therapie müssen die Betroffenen immer mit einem Rezidiv rechnen. Mit einem besseren Verständnis der Evolution dieser entarteten Knochenmarkzellen könnten aber die Diagnose und Behandlung optimiert werden.
Als große Hoffnungsträger gelten Immuntherapien mit Antikörpern oder Gen-manipulierten T-Zellen, den so genannten CAR-T-Zellen. Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) spielt bei der Erforschung, Anwendung und Ausweitung dieses neuen Arzneimittelprinzips eine international bedeutende Rolle. So wird in Würzburg das größte Myelom-Programm in Europa mit vielem klinischen Studien und Begleitforschung zu den neuesten Therapieformen wie CAR-T-Zellen und verschiedenen T-Zell-aktivierenden (bispezifischen) Antikörpern angeboten. 

Computertomografische Aufnahmen einer Läsion vor und nach Therapie.
Darstellung des Therapieansprechens bei einer 62-jährigen Patientin mit multiplem Myelom (IgG kappa, R-ISS I). Die Baseline-CT zeigt einen Knochendefekt im ersten Lendenwirbel (A/D) mit trabekulärer Remineralisierung nach sechs Zyklen E-KRd (B/E). Eine farbkodierte Subtraktionskarte zeigt das Ausmaß der Remineralisierung in verschiedenen Teilen der Läsion (C/F). Obere Reihe: Standardansicht. Untere Reihe: Vergrößerung. ©Jan-Peter Grunz / MDPI (doi.org/10.3390/cancers15154008)

Multiples Myelom: Wenn das Ziel bei Immuntherapien verloren geht - Parallelevolutionen von Tumorzellen und Rüsseltieren

Trotz der revolutionären Erfolge der Immuntherapien beim Multiplen Myelom müssen viele Patientinnen und Patienten mit einem Rückfall rechnen. Eine im Journal Nature Medicine publizierte, von der Deutschen Krebshilfe finanzierte Studie aus Deutschland, Kanada und USA zeigt nun eine Verbindung zwischen genetischen Mutationen und dem Wirkungsverlust von Immuntherapien bei dieser Form der Knochenmarkkrebserkrankung.

Collage aus vier mikroskopischen Bildern von CD138-positiven Myelomzellen mit und ohne GPRC5D.
Die mikroskopischen Bilder zeigen CD138-positive Myelomzellen, die vor der Behandlung mit Talquetamab das Transmembranprotein GPRC5D auf der Oberfläche tragen (oben), das Antigen beim Rezidiv nach der Behandlung mit dem bispezifischen Antikörper jedoch verloren gegangen ist (unten). Oben links: Die entarteten Plasmazellen im Knochenmark wurden mit dem Oberflächenmarker CD138 gekennzeichnet. Oben rechts der Antigennachweis vor der Behandlung: Das braun markierte Zielantigen GPRC5D ist vielfach vorhanden. Unten links: Die Färbung des Oberflächenmarkers CD138 beim Rezidiv hat funktioniert und zeigt, dass, zahlreiche Myelomzellen vorhanden sind. Unten rechts: Das Zielantigen GPRC5D ist jedoch nach der Talquetamab-Behandlung verschwunden. © Andreas Rosenwald, Pathologie, Universitätsmedizin Würzburg

Zentrale Evolutionsmechanismen beim Multiplen Myelom hatte Privatdozent Dr. Leo Rasche vom Uniklinikum Würzburg schon im vergangenen Jahr mit einem internationalen Autorenteam entschlüsselt und im Fachjournal Nature Communications publiziert. So kann eine einzige Tumorzelle, die die Chemotherapie überlebt hat und Jahre lang im Knochenmark schlummert, zum Rückfall führen. Auch nach einer modernen Immuntherapie, welche die Behandlung des Multiplen Myeloms geradezu revolutioniert hat, müssen die Patientinnen und Patienten mit einem Rezidiv rechnen. „Mit bispezifischen Antikörpern oder Gen-manipulierten T-Zellen, den sogenannten CAR-T-Zellen, können wir zwar selbst bei weit fortgeschrittenen Krankheitsstadien langanhaltende Remissionen erzielen, die Patientinnen und Patienten aber nicht dauerhaft heilen“, erläutert Leo Rasche. In einer neuen Publikation im Journal Nature Medicine hat der Hämatoonkologe jetzt mit einem internationalen Team aus Deutschland, Kanada und den USA dargelegt, warum die Immuntherapien ihre Wirkung verlieren. 

Zwei wesentliche Resistenzmechanismen – BCMA und GPRC5D

Die Forschenden hatten konkret zwei Antigene im Visier, die sich auf der Oberfläche von Myelomzellen befinden und entscheidende Zielstrukturen für Immuntherapien sind: das B-cel maturation Antigen, kurz BCMA und das Transmembranprotein GPRC5D (G Protein-Coupled Receptor Class C Group 5 Member D). Dass BCMA eine Schlüsselrolle bei der Resistenz spielt, hatte Leo Rasche bereits vor zwei Jahren im Nature Medicine veröffentlicht. Ein intensiv vorbehandelter Myelom-Patient mit schlechter Prognose sprach spektakulär auf die CAR-T-Zell-Therapie an, das Knochenmark schien von Tumorzellen befreit zu sein. Doch nach fünf Monaten war es erneut mit Myelom-Zellen geflutet, der Patient starb. „Überraschenderweise war unser Ziel-Antigen, das BCMA, verloren gegangen“, sagt Leo Rasche. Auf den Krebszellen, die während des Rückfalls neu entstanden sind, fehlte plötzlich der Genabschnitt, der den Code für das BCMA enthält. „Unsere Vermutung, dass es schon vor der Behandlung mit CAR-T-Zellen vereinzelt gentechnische Varianten der Tumorzellen ohne BCMA gab, konnten wir nun bestätigen. Eine Punktmutation im Gen, welches für das Tumorantigen BCMA kodiert, reicht aus, dass einige bispezifische Antikörper, wenn auch nicht alle, die Tumorzellen nicht mehr erkennen können.“ Ferner konnte das Team aus Würzburg zeigen, dass eine Therapie gegen GPRC5D mit dem bispezifischen Antikörper Talquetamab zu einer Selektion von Tumor-Subklonen führt, die das Tumorantigen GPRC5D nicht mehr tragen. 

Parallelevolutionen von Tumorzellen vergleichbar mit der Evolution der Rüsseltiere 

„Interessanterweise zeigten sich eine Vielzahl unterschiedlicher Klone, die alle auf ihre eigene Weise einen genetischen Mechanismus aufwiesen, der zum GPRC5D Verlust geführt hat“, betont Leo Rasche. „Das heißt wir haben bei unseren Patientinnen und Patienten in Würzburg Parallelevolutionen entdeckt, so wie man es häufig in der Entwicklung der Lebewesen auf unserem Planeten beobachten kann.“ Der Oberarzt in der Medizinischen Klinik und Poliklinik II am UKW vergleicht die Parallelevolution mit der Evolution der Rüsseltiere mit den verschiedenen Entwicklungen von Mastodonten, Mammuts und Elefanten. Wenn die einen aussterben, nutzen die anderen den Überlebensvorteil und breiten sich aus. 

Immuntherapien auf mehrere Antigene richten

„Unsere Arbeit wird dazu führen, dass man gezielt nach den von uns entdeckten Mutationen in der Routineversorgung von Patienten mit Multiplem Myelom suchen wird, um passgenau alternative Immuntherapien auszuwählen“, ist sich Rasche sicher. Um den Selektionsdruck zu vermeiden könne man nicht nur gegen ein spezifisches Antigen feuern, sondern gleich zwei oder drei Ziele gleichzeitig adressieren. Die neuen Immuntherapien werden bereits sequenziell, also nacheinander angewendet. Wie sich die klonale Architektur dadurch verändert und ob eventuell zu einem späteren Zeitpunkt wieder antigenpositive Varianten auftauchen, sei Rasche zufolge aktuell ungeklärt und bliebe ein spannendes und relevantes Forschungsgebiet. 
Prof. Dr. Herrmann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Uniklinikums Würzburg resümiert: „Diese Beobachtungen werden einen erheblichen Einfluss auf die weitere Entwicklung der CAR-T-Zell-Therapie beim Multiplen Myelom haben und die in Würzburg verfolgten Strategien, neue Zielstrukturen auf Tumorzellen zu identifizieren und Multitarget-CAR-T-Zellen zu entwickeln noch aussichtsreicher machen.“

Publikation: 
Lee, H., Ahn, S., Maity, R. et al. Mechanisms of antigen escape from BCMA- or GPRC5D-targeted immunotherapies in multiple myeloma. Nat Med (2023). https://doi.org/10.1038/s41591-023-02491-5

Ansprechpartner: 
Nizar Bahlis und Paola Neri aus Calgary, Kanada
Francesco Maura, Miami, USA
Claudia Haferlach, München
Stefan Knop, Nürnberg
Leo Rasche, Würzburg: Rasche_L(at)ukw.de 

Weitere Informationen zu Immuntherapien beim Multiplen Myelom

Jedes Jahr erhalten allein in Deutschland rund 7.000 Menschen die Diagnose Multiples Myelom. Dauerhaft geheilt werden kann diese Krebserkrankung, die von veränderten Plasmazellen im Knochenmark ausgeht, noch nicht. Denn auch nach vermeintlich erfolgreicher Therapie müssen die Betroffenen immer mit einem Rezidiv rechnen. Mit einem besseren Verständnis der Evolution dieser entarteten Knochenmarkzellen könnten aber die Diagnose und Behandlung optimiert werden.

Als große Hoffnungsträger gelten Immuntherapien mit Antikörpern oder Gen-manipulierten T-Zellen, den so genannten CAR-T-Zellen. Die Wahl der Immuntherapie und ihr Erfolg hängt im entscheidenden Maße davon ab, ob, wie viele und welche Antigene sich auf der Krebszelle befinden. 

Eine der vielversprechendsten Behandlungsmethoden gegen den Knochenmarkkrebs sind CAR-modifizierte Immunzellen. Bei der zellulären Immuntherapie wird den weißen Blutkörperchen unseres Immunsystems, den T-Zellen, auf die Sprünge geholfen. Dazu werden die T-Zellen gentechnologisch verändert und im Labor mit einem künstlichen auf die entsprechende Krebsart zugeschnittenen Rezeptor ausgestattet, dem Chimären Antigen Rezeptor, kurz CAR. Anschließend werden die „scharf gestellten“ T-Zellen als lebendes Medikament dem Patienten zurückgegeben. Mithilfe des spezifischen Oberflächenmarkers können die CAR-T-Zellen die Tumorzellen im Körper aufspüren und zerstören. 

Bei einer Antikörpertherapie werden den Betroffenen künstliche Proteine infundiert, die mit den körpereigenen Immunzellen reagieren, indem sie an ihr entsprechendes Antigen binden, und so letztlich zu einem besseren Anti-Tumor-Effekt führen. Bispezifische Antikörper können zeitgleich an zwei verschiedene Oberflächenmerkmale binden, mit dem einen Arm an das der Immunzelle, mit dem andern an das der Tumorzelle. Dadurch werden die Immunzellen sozusagen zur Tumorzelle geführt, die es zu vernichten gilt. 

Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) spielt bei der Erforschung, Anwendung und Ausweitung dieses neuen Arzneimittelprinzips eine international bedeutende Rolle. So wird in Würzburg das größte Myelom-Programm in Europa mit vielem klinischen Studien und Begleitforschung zu den neuesten Therapieformen wie CAR T Zellen und verschiedenen T Zell aktivierenden (bispezifischen) Antikörpern angeboten. Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des UKW und Sprecher des neu gegründeten Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) WERA, gilt als Meinungsführer in der CAR-T-Zelltherapie, er hat diese als erster in Europa klinisch eingesetzt und eine internationale Studie mitkonzipiert und entwickelt, die im Juli 2023 erstmals in randomisierter Form eine Überlegenheit der CAR-T-Zelltherapie gegenüber einer konventionellen Behandlung beim fortgeschrittenen Multiplen Myelom (in der 2. und 4. Therapielinie) gezeigt hat. 
 

Collage aus vier mikroskopischen Bildern von CD138-positiven Myelomzellen mit und ohne GPRC5D.
Die mikroskopischen Bilder zeigen CD138-positive Myelomzellen, die vor der Behandlung mit Talquetamab das Transmembranprotein GPRC5D auf der Oberfläche tragen (oben), das Antigen beim Rezidiv nach der Behandlung mit dem bispezifischen Antikörper jedoch verloren gegangen ist (unten). Oben links: Die entarteten Plasmazellen im Knochenmark wurden mit dem Oberflächenmarker CD138 gekennzeichnet. Oben rechts der Antigennachweis vor der Behandlung: Das braun markierte Zielantigen GPRC5D ist vielfach vorhanden. Unten links: Die Färbung des Oberflächenmarkers CD138 beim Rezidiv hat funktioniert und zeigt, dass, zahlreiche Myelomzellen vorhanden sind. Unten rechts: Das Zielantigen GPRC5D ist jedoch nach der Talquetamab-Behandlung verschwunden. © Andreas Rosenwald, Pathologie, Universitätsmedizin Würzburg

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Prof. Dr. med. Franziska Jundt
+49 931 201-40160


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Zentrum für das Multiple Myelom | Univeristätsklinikum Würzburg | Zentrum für Seltene Erkrankungen | Josef-Schneider-Straße 2 | 97080 Würzburg | Deutschland