Ziel der Entwicklung
Zirkulierende epitheliale Tumorzellen (CETCs) spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Metastasen von Brustkrebspatienten. Die Abreicherung derartiger Zellen bietet sich deshalb als Angriffspunkt für eine Verbesserung derzeitiger Therapieansätze an.
Projektgegenstand ist die Weiterentwicklung einer unspezifischen Separationsmethode (ohne Antikörper) zur Abreicherung von CETCs aus dem peripheren Blut von Brustkrebspatienten. Die Methode basiert auf der selektiven Wechselwirkung (Endozytose) von Tumorzellen und Leukozyten mit Carboxymethyldextran (CMD) beschichteten magnetischen Nanopartikeln. Unter definierten Bedingungen zeigen Tumorzellen eine intensivere Wechselwirkung mit CMD-Nanopartikeln und können durch Anwendung eines schonenden magnetischen Fließverfahrens (Gradientenverfahren) vom übergroßen Teil der gesunden Zellen abgetrennt werden.
Die für die Anwendung als Therapiemethode dringend notwendige Weiterentwicklung des Verfahrens forderte innerhalb des Forschungsvorhabens die Realisation folgender Hauptschwerpunkte:
- Erhöhung der Stabilität der Magnetofluide durch Herstellung von Magnetit basierenden Nanopartikeln im Bereich 20 – 40 nm
- Verifizierung des Verfahrens mit der Anwendung der entwickelten Separationsmethode für die Untersuchung statistisch relevanter Blutproben (Brustkrebspatienten)
- Aufskalierung des Verfahrens anhand von Modelllösungen
Vorteile und Lösungen
Nach den Leitlinien der Onkologie zur Bekämpfung von Mikrometastasen und zirkulierenden Tumorzellen kommen nach der Operation adjuvante Therapien in Form von Chemo-, Strahlen- und Hormontherapie zur Anwendung. Trotzdem kommt es bei zirka 25 Prozent der behandelten Patientinnen nach unterschiedlichen Zeiten der kompletten Remission (kein Nachweis von Tumor bzw. Mikrometastasen) zum Auftreten eines Rezidivs. Allein in Deutschland betrug 2012 die Insidenzrate 71.623 und die Moratalitätsrate 17.500 (Quelle globocan). Dies zeigt, dass die adjuvanten Therapien in bisher bestehender Form zur Eliminierung der zirkulierenden Tumorzellen in vielen Fällen nicht ausreichend sind.
Mit der Anwendung der Methode bei der Untersuchung von Patientenblut konnte eine hohe Abreicherung der zirkulierenden epithelialen Tumorzellen bis auf drei Prozent in allen Patientenblutproben erzielt werden. Das Ergebnis ist gekoppelt mit dem Erhalt von 56 Prozent +/- acht Prozent vitaler Leukozyten, die potenziell für die Rückgabe an die Patienten für die Erhaltung der Immunabwehr zur Verfügung stehen.
Das Verfahren bietet somit ein hohes Potenzial zur Krebsbehandlung (Brustkrebs) im Bereich der adjuvanten Therapie komplementär zur Chemotherapie und würde somit die Heilungschancen der Patienten deutlich erhöhen.
Im Forschungsbereich wird die Abreicherung zirkulierender Tumorzellen aus dem peripheren Blut unter Anwendung von monoklonalen Antikörpern verfolgt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der gravierenden Variabiltät der Tumorzellen (Erkennungsstrukturen zum Teil nur in geringer Ausprägung), die eine quantitative Erfassung der zirkulierenden Tumorzellen nicht erlaubt.
Zielgruppe und Zielmarkt
Mit dem Projektabschluss ist ein hohes Potenzial des entwickelten Verfahrens zur Abreicherung von zirkulierenden epithelialen Tumorzellen (CETCs) aus dem peripheren Blut und damit zur Brustkrebsbehandlung im Bereich der adjuvanten Therapie gegeben. Für die klinische Umsetzung einschließlich Zulassung als Therapiemethode (Fernziel) sind Tierversuche und Klinische Studien notwendig. Die Voraussetzungen für die Durchführung der Tierversuche wurden mit Abschluss dieses Projekts geschaffen.
Die Forschungstätigkeit wird im Rahmen eines INNO-KOM-Ost Projekts weitergeführt, in dem die entwickelte CETC-Abreicherungsmethode in eine CETC-Apherese Therapiemethode unter Rückführung der CETC-abgereicherten Leukapheresate überführt werden soll. Dafür sind entscheidende gerätetechnische Weiterentwicklungen des Verfahrens als auch deren Erprobung im Tierversuch (Hund) zusammen mit kompetenten Partnern als Leistung Dritter geplant.