Krebsforschung am Modell – Leipziger Wissenschaftler erhalten Förderung

Bösartige Tumoren des Blutbildungssystems wie Lymphome oder Leukämien sind häufige, für den Patienten schwerwiegende Erkrankungen. „Zwar gibt es Therapiemöglichkeiten, diese haben jedoch zum Teil starke Nebenwirkungen oder sind, wie etwa bei Knochenmarkstransplantationen, mit hohen Risiken behaftet“, so Prof. Dr. Markus Löffler, Leiter des Instituts für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE) und leitender Projektkoordinator.

Ziel des Forschungsvorhabens wird es sein, die bestehenden Behandlungsstrategien zu optimieren bzw. neue Therapien zu entwickeln. Der Weg dorthin führt über mathematische Modelle, mittels derer biologische Prozesse am Computer simuliert und therapeutische Wirkungen vorhergesagt werden können. Die so gewonnen Daten sollen anschließend klinisch getestet und medizinisch nutzbar gemacht werden.

Das Leipziger IMISE leitet das umfangreiche Projekt, welches bundesweit angelegt ist und zahlreiche Partner und verschiedene Teilprojekte zusammenführt. Auf drei Bereiche wird sich die Arbeit der Wissenschaftler konzentrieren:

Entwicklung von drei Modellen zur Darstellung von Blutbildung und Blutkrebs

Die Entwicklung eines umfassenden Modells der Blutbildung soll es möglich machen, die Blutbildung und die auf sie wirkenden Störungen z.B. bei Krebserkrankungen und deren Therapien umfassend zu beschreiben. „Solche, bislang nicht existierenden Modelle sind notwendig, um Vorhersagen über die Dynamik der Blutbildung abzuleiten. Damit werden wir in der Lage sein, Behandlungsstrategien für verschiedene krankhafte Zustände wie Tumoren oder Schädigungen nach Chemotherapien zu entwickeln beziehungsweise zu optimieren“, erklärt Prof. Markus Löffler die Grundzüge des Teilprojektes.

Aufbauend auf diesem Blutbildungsmodells soll ein dynamisches Modell der chronischen myeloischen Leukämie (CML) entwickelt werden. Das ist eine häufige auftretende Form des Blutkrebses, die mit einer starken Vermehrung der weißen Blutkörperchen einhergeht. „Uns interessieren die Mechanismen, die bei der Entstehung dieser, ohne Behandlung tödlich verlaufenden, Leukämie-Variante greifen, um darauf aufbauend die therapeutischen Effekte der gegenwärtig genutzten Medikamente wie Imatinib, Dastinib oder Nilotinib am Modell zu simulieren. So hoffen wir, optimierte Behandlungsstrategien vorhersagen und die Planung klinischer Studien substanziell unterstützen zu können“, formuliert Dr. Ingo Röder, einer der Projektleiter und Mathematiker am IMISE, die Ziele der Projektgruppe.

Ein dritter Bereich konzentriert sich auf die Modellierung von B-Zell Non-Hodgkin-Lymphomen. Auch dieser Tumor, der auf eine Entartung der im Knochenmark gebildeten weißen Blutkörperchen zurückgeht, wird in einem Modell dargestellt, das Wachstum und Reaktion auf verschiedene Therapien (z.B. die Gabe des Antikörpers Rituximab) simuliert. Das Modell soll Rückfallraten nach Chemotherapien in Abhängigkeit von der Therapie und individuellen Faktoren quantitativ richtig beschreiben und Vorhersagen zur Wirksamkeit von neuen Therapieschemata ermöglichen. Ein weiteres Modell untersucht Faktoren, die zur Entstehung von malignen Tumorzellen aus normalen B-Zellen führen und welchen Verlauf die genetische Vielfalt der Tumorzellen mit und ohne Therapie nimmt. Außerdem wird in diesem Projektbereich versucht, die Effekte tumorspezifischer Veränderungen im Regulationsnetzwerk der Zellen besser zu verstehen.

Ziel: Behandlung von Blutkrebs soll verbessert werden

„Wir erwarten, dass die Ergebnisse des Projektes einen großen Einfluss auf das Verständnis der normalen und pathologischen Gewebsorganisation am Beispiel der Blutbildung haben werden und wir den Weg für bedeutende Verbesserungen in der Behandlung von Tumorerkrankungen bei der Blutbildung bereiten“, fasst Prof. Löffler zusammen.

Das Projekt „Haematosys – Systembiologie der Hämatopoese und hämatopoetischer Neoplasien“ ist ein bundesweites Verbundprojekt, das Partner aus führenden klinischen hämatoonkologischen Studiengruppen, Pathologen, Genetiker, Zellbiologen sowie Mathematiker, Statistiker und Bioinformatiker vereint. Das IMISE der Universität Leipzig koordiniert unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Löffler und in Zusammenarbeit mit dem Interdisziplinären Zentrum für Bioinformatik (IZBI) die verschiedenen Arbeitsgruppen und ist wesentlich an der Planung und Vorbereitung der einzelnen Studienprojekte beteiligt.

Prof. Dr. Markus Löffler
E-Mail: markus.loeffler@imise.uni-leipzig.de
Tel.: +49 341 97 16100
Fax: +49 341 97 16109