Ein Biomarker-Modell mit einer Vorhersage-Genauigkeit von fast 100%

Michael Cannarile und seine Kollegen haben Biomarker entdeckt, mit deren Hilfe die optimale Dosis eines neuen Krebsmedikaments ermittelt werden konnte. Die Nutzung dieser Biomarker für ähnliche therapeutische Moleküle gewinnt bei Roche an Bedeutung und Akzeptanz.

Für mich als Wissenschaftler ist es sehr spannend, bestätigt zu sehen, dass ein untersuchtes Molekül beim Menschen tatsächlich so wirkt wie angenommen. Dies gilt umso mehr, wenn dieses Molekül bei Erkrankungen wie Krebs eingesetzt werden soll.

Schon als Teenager interessierte ich mich für Naturwissenschaften. Ich konnte nicht verstehen, warum es keine wirksamen Mittel gegen Krebsleiden gab und Menschen daran sterben mussten. Ich nahm mir vor, die biologischen Grundlagen von Tumorkrankheiten zu ergründen. Deshalb ging ich schliesslich in die pharmazeutische Forschung und wurde 2009 Mitarbeiter von Roche.

Ich arbeite als Biomarker and Experimental Medicine Leader bei Roche in Penzberg, Deutschland, an der Entwicklung von Biomarker-Strategien zur Klärung und Vorhersage der Reaktion von Patienten auf die Behandlung mit Prüfpräparaten. Biomarker sind biologische Parameter, die als Indikatoren für Krankheitsprozesse oder die Wirkung eines Arzneimittels gemessen werden können.

15+

Derzeit befinden sich bei Roche Diagnostics mehr als 15 neue Begleittests in der Entwicklung

Bei Roche haben die Biomarker-Teams als Bindeglied zwischen den Divisionen Pharma und Diagnostics eine entscheidende Funktion. In frühen Phasen der Entwicklung können sie uns Einblicke in die Biologie einer Krankheit und den Wirkmechanismus einer Prüfsubstanz verschaffen.

Unsere Kollegen von Roche Diagnostics sind in die frühen Phasen eines Projekts eingebunden und entwickeln zuverlässige Biomarker-basierte Tests. Mit deren Hilfe kann ermittelt werden, welche Patienten auf unsere massgeschneiderten Therapien ansprechen werden.

Im Jahr 2010 näherten wir uns dem Abschluss der präklinischen Studien mit einem Antikörper, der sich an Zellen mit CSF-1-Rezeptoren bindet. Auf der Oberfläche einiger Tumorzellen wird dieser Rezeptor in übermässig hoher Anzahl gebildet; auch kommt er bei bestimmten Arten von Makrophagen vor, Zellen unseres Immunsystems. Diese Makrophagen treten bei vielen Tumorarten auf.

23%

der Verkäufe der Roche Division Pharma stammen von Arzneimitteln mit Begleittest

Manchmal kapern Tumorzellen diese Makrophagen, um die Vermehrung von Krebszellen zu stimulieren und andere Zellen von der effizienten Tumorbekämpfung abzuhalten. Deshalb haben unsere Forscher einen Antikörper entwickelt, der sich an Zellen mit CSF-1-Rezeptoren bindet und diese eliminiert.

Bis dahin waren alle Versuche mit diesem Antikörper nur in vorklinischen Studien vorgenommen worden. Uns lagen jedoch noch keine Daten für die klinische Version des Antikörpers vor, der auf menschliche Makrophagen ausgerichtet ist.

In dieser Phase der Entwicklung verlangen die Behörden die Durchführung von Sicherheitsstudien an Primaten. Wir erkannten die Chance, zusätzliche wertvolle Daten zu bekommen. Wir wollten wissen, ob unsere Biomarker-Hypothese und -Assays zutreffend waren und ob es ein dosisabhängiges Ansprechen auf die Therapie gab. Ein weiteres Ziel war die Entwicklung eines mathematischen Modells, das Aufschluss über die Wechselwirkung zwischen Dosis und Reaktion des Körpers gibt.

michaelcannarile
Michael Cannarile: «Die frühe und enge Zusammenarbeit von Roche Pharma und Roche Diagnostics ist für die Entwicklung verlässlicher Begleittests essenziell.»

Die Abänderung des Standardprotokolls zur Prüfung der Toxizität war mit Herausforderungen verbunden. Der Einbezug von Biomarkern erhöhte die Komplexität und verursachte erhebliche Kosten. Darüber hinaus stellte die Erhebung und Auswertung zusätzlicher Daten angesichts des engen Zeitrahmens der klinischen Erprobung in Phase I ein potenzielles Risiko dar. Schliesslich gelang es uns, mit Unterstützung von Kollegen aus dem Bereich Discovery and Pharmaceutical Sciences, die Biomarker erfolgreich in das Studienprotokoll zu integrieren.

Die Ergebnisse der Tests stützten unsere Hypothese und Assays und boten Anhaltspunkte für die geeignete Dosis zur Behandlung des ersten Patienten. So konnten die Verfahren zur Eskalierung der Standarddosierung abgekürzt und die Erprobung in Phase I beschleunigt werden.

Die Phase I der Prüfung dieses neuen Wirkstoffs gegen Krebs ist weit fortgeschritten und wir können feststellen, dass unser Biomarker-Modell mit fast einhundertprozentiger Genauigkeit die später am Menschen beobachteten Reaktionen vorherzusagen vermochte. Dies hatte auch zur Folge, dass die Einführung von Biomarkern zur Messung biologischer Reaktionen und zur Klärung des Wirkmechanismus in Studien für neuartige Therapien bei Roche an Akzeptanz gewinnt. Bei der weiteren klinischen Entwicklung dieses Antikörpers wird es auch darum gehen, einen prädiktiven Marker zu identifizieren, mit dessen Hilfe jene Patienten ermittelt werden können, die am wahrscheinlichsten auf die Behandlung ansprechen werden. Sobald ein solcher Marker bestimmt ist, wird mit der Entwicklung eines diagnostischen Begleittests begonnen.

Die Biomarker halfen, die Studienteilnehmenden vor einer Exposition mit überhöhten Wirkstoffmengen zu bewahren und eventuelle Nebenwirkungen zu vermeiden.

Für mich ist das der Kern unserer Strategie der personalisierten Medizin – zu wissen, welches Medikament bei einer bestimmten Gruppe von Patienten wirkt. Wir sind noch nicht am Ziel, aber wir haben einen wichtigen Schritt bei der Behandlung von Krebskrankheiten gemacht.

Mehr Stories

Tags: Oncology, Innovation