Krebstherapien maßgeschneidert für jeden Patienten

17. Mai 2018

Sie haben Mainz zu einem herausragenden Zentrum der Krebsforschung gemacht. Mit ihrem Ansatz der individualisierten Medizin und Immuntherapie gehen Dr. Özlem Türeci und Prof. Dr. Ugur Sahin von der Universitätsmedizin Mainz neue Wege in der Onkologie.
 

Jeder Tumor ist anders. "Krebs entsteht durch individuelle Mutationen", erklärt Prof. Dr. Ugur Sahin. "Wenn wir uns zum Beispiel den Lungenkrebs verschiedener Patienten anschauen, dann sind diese sehr unterschiedlich. Sie haben im Durchschnitt weniger als fünf Prozent der Mutationen gemeinsam, 95 Prozent sind ganz individuell. Herkömmliche Therapieansätze konzentrieren sich auf die fünf Prozent, sie schauen nur auf die Gemeinsamkeit. Sie sind gezwungen zu simplifizieren und zu generalisieren. Sie packen den Krebs in Schubladen, in die er nicht gehört."

Sahin holt tief Luft. Er redet sich nicht in Rage, seine Stimme bleibt ruhig, aber er ist mit viel Leidenschaft bei der Sache. "Warum behandeln wir nicht jeden Patienten individuell? Das hätte zwei entscheidende Vorteile: Die Therapie wäre maßgeschneidert und optimiert auf den Krebs jedes einzelnen Patienten. Außerdem ist jeder Krebs ein Gemisch unterschiedlicher Zellen mit verschiedenen Mutationen. Unter diesen gibt es solche Zellen, die von konventionellen Therapien nicht erfasst werden und verantwortlich sind für Rückfälle bei anfänglicher Besserung. Ein Behandlungsansatz, der alle Mutationen berücksichtigt, würde erlauben, diese Heterogenität zu adressieren."

Diesen Weg verfolgen Sahin und seine Kollegin Dr. Özlem Türeci seit Jahrzehnten. Mit der individualisierten Krebstherapie hat das Forscherehepaar eine Entwicklung in Gang gebracht, die weltweit von sich reden macht.

Von der Wissenschaft zum Patienten

Das ideale Umfeld für ihre Arbeit fanden die beiden in den 1990er-Jahren an der III. Medizinischen und Poliklinik der Universitätsmedizin Mainz. "Hier trafen wir unseren herausragenden Mentor, Prof. Dr. Christoph Huber", erzählt Sahin. Im Labor des mittlerweile emeritierten Onkologen stellten Sahin und Türeci erste Weichen für ihr großes Vorhaben. Bis heute forschen und lehren beide an der Universitätsmedizin, doch daneben initiierten sie neue Strukturen, um ihr großes Projekt voranzutreiben.

"Wir wollen aus der Wissenschaft heraus Medikamente entwickeln und an den Patienten bringen", steckt Türeci den Kurs ab. Das allerdings sei gar nicht so einfach in Deutschland. "Die Verbindungen zwischen wissenschaftlich-akademischer Welt, pharmazeutischer Umsetzung und Anwendung in der Klinik sind oft nicht optimal. Manchmal gleicht das einem Bermudadreieck, in dem Innovation spurlos verschwindet." Also erschlossen die beiden neue Routen – oder besser: Sie schufen ihr eigenes Gewässer.

Sahin lotst in einem kleinen Exkurs durch dieses Labyrinth: "An der Universitätsmedizin Mainz betreiben wir Grundlagenforschung. Hier geht es um ein Verständnis der Immunerkennung von Tumoren, um Mechanismen und um molekulare Grundlagen." Als zweite Station folgt die TRON gGmbH, die Translationale Onkologie an der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, die Sahin als Direktor leitet. "Diese gemeinnützige Gesellschaft ist das Interface, das von den Grundlagen in Richtung Anwendung führt – und wieder zurück. Sie beschäftigt sich mit fundamentalen Innovationen und Hypothesentestung." Es folgen Ganymed Pharmaceuticals und BioNTech. "In diesen Firmen entwickeln wir konkret Medikamente und kümmern uns um deren Produktion." Ganymed etwa entwickelte ein hochwirksames Antikörper-Medikament gegen Magenkrebs. "BioNTech agiert als Entität, um individualisierte Medizin durch die klinische Testung und auf den Markt zu bringen."

Spitzencluster, Helmholtz, ERC-Grant

"Alle diese Strukturen sind komplementär", betont Türeci, "keine kann für sich in Anspruch nehmen, grundlegende neue Konzepte zu entwickeln." Zusammen jedoch gelingt ihnen das – mit der Universitätsmedizin Mainz als wissenschaftlicher Basis. "Wenn wir etwas erreichen wollen für die Patienten, genügt es nicht, dass wir Mediziner sind. Wir sind Wanderer zwischen den Welten: Wir müssen auch Unternehmer sein, Ingenieure, IT-Fachleute und vieles mehr."

"Nach 20 Jahren ist etwas gewachsen, was auf Weltspitzenniveau agiert", sagt Sahin. Das überzeugte auf verschiedensten Ebenen. "Wir haben zum Beispiel das Spitzencluster für Individualisierte ImmunIntervention nach Mainz bekommen. Außerdem haben wir gerade eine positive Helmholtz-Begutachtung hinter uns. Das heißt, wir werden hier in Mainz ein Helmholtz-Institut für individualisierte Krebstherapie bekommen." Und nicht zuletzt kann sich Sahin über einen ERC Advanced Grant für personalisierte Krebsimpfstoffe freuen, der seiner Forschung über die kommenden fünf Jahre mit 2,5 Millionen Euro fördert.

Türeci und Sahin ist bewusst, dass noch viel Arbeit und Forschung vor ihnen liegt. Aber sie wissen auch genau, wo es hingehen soll, welche Hürden zu nehmen sind. Sahin richtet den Blick noch einmal auf die Forschung und geht auf die besonderen Herausforderungen ein, die eine individualisierte Krebstherapie mit sich bringt: "Für jeden Patienten, der nach diesem neuen Prinzip behandelt werden soll, muss zunächst das individuelle Tumorgenom entschlüsselt werden. Es ist eine Herausforderung, aus einer oft mikroskopisch kleinen Tumorbiopsie des Patienten genügend genetisches Material zu isolieren, Billionen von Sequenz-Datensätzen zu generieren und diese mit einer Genauigkeit von mehr als 99,999999 Prozent innerhalb weniger Tage akkurat auszuwerten. Die Algorithmen hierfür wurden von einem Weltklasseteam am TRON über Jahre entwickelt. Die nächste Herausforderung besteht darin, aus diesen Daten die Zielstrukturen auszuwählen, die sich für eine Immuntherapie am besten eignen. Dafür setzten wir komplexe Algorithmen und Machine Learning ein. Auf dieser Basis wird dann das für den Patienten maßgeschneiderte Medikament in pharmazeutischer Qualität hergestellt. Dieser Prozess muss schnell durchlaufen werden, um die fortschreitende Tumorerkrankung aufhalten zu können."

Gral der Krebstherapie

"In den herkömmlichen Therapien ist es meist so, dass die Krebszellen direkt angegriffen werden", erläutert Türeci. "Wenn ein Krebs etwa inoperabel geworden ist, wenden die Ärzte eine Reihe von Medikamenten an, die bestenfalls gegen einzelne Zielstrukturen auf Krebszellen gerichtet sind. In vielen Fällen helfen diese Behandlungsansätze jedoch jeweils nur ein paar Monate, da sich unter Behandlung Krebszellen vermehren, die diese Zielstruktur nicht mehr aufweisen und auf die Therapie nicht mehr ansprechen. Unsere Therapieansätze aktivieren das Immunsystem des eigenen Körpers gleichzeitig gegen viele Zielstrukturen, die direkt von den Mutationen der Krebszellen abstammen. Damit ist es ist für Krebszellen schwieriger, diese im Erbgut kodierten Zielstrukturen abzulegen und sich der Immuntherapie komplett zu entziehen. Das ermöglicht es, Krebs an den Wurzeln zu bekämpfen und dauerhaft zu heilen. Das ist der heilige Gral der Krebstherapie."

Zwar haben Türeci und Sahin neue Institutionen und Firmen ins Leben gerufen, um ihr Projekt zu verwirklichen, doch sie betonen immer wieder, wie wichtig die Zusammenarbeit mit Forscherinnen und Forschern in der Universitätsmedizin und an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist. "Wir arbeiten in verschiedenen Projekten mit Kollegen aus der Immunologie, Chemie, Pharmazie und dem Zentrum für Datenverarbeitung der JGU zusammen", sagt Sahin. "Wir haben die volle Unterstützung des Universitätspräsidiums und des Vorstands."

Der heilige Gral der Krebstherapie hat eine spezielle Eigenschaft: Er lässt sich nicht im Ganzen greifen. Einige Fragmente und das Prinzip dahinter haben Türeci und Sahin bereits entdeckt, weitere Stücke werden folgen, da sind sie optimistisch. "Eine innovative Krebstherapie zu entwickeln,  bedeutet, etwas zu schaffen, das so nicht auf unserem Planeten existiert", sagt Sahin sehr entschieden. "Das heißt, was wir hier tun, muss besser sein als alles, was sonst irgendwo geschieht."