Medizin

10. Januar 2018 Hochdimensionale Zytometrie ermöglicht Erfolg einer Immuntherapie zu bestimmen

Nicht alle Krebskranken sprechen auf eine Immuntherapie an, müssen aber deren Nebenwirkungen in Kauf nehmen. Ein Forscherteam der Universität Zürich und des Universitätsspitals Zürich hat nun mit einer neuartigen Methode herausgefunden, welche Patienten voraussichtlich auf eine Immuntherapie positiv reagieren werden. Sie konnten in den Blutproben die Biomarker in Form von molkularen Mustern identifizieren, welche noch vor Behandlungsbeginn darauf schließen lassen, ob die Therapie mit größerer Wahrscheinlichkeit wirksam ist – oder eben nicht.

"Bei einem Entscheid für eine Immuntherapie sollte das Blutbild auf diese Biomarker analysiert werden. So kann der Anteil der Patienten, die von der Therapie profitieren, dramatisch erhöht werden", sagt Prof. Burkhard Becher vom Institut für experimentelle Immunologie der UZH. "Bei den restlichen Patienten können dagegen gleich anderen Methoden angewandt werden – ohne kostbare Zeit mit einer für sie ineffektiven Immuntherapie zu verlieren."

Hochdimensionale Zellanalyse

Die Forscher untersuchten in Kooperation mit der Dermatologischen Klinik des USZ 40 Blutproben von 20 Patientinnen und Patienten vor und 12 Wochen nach der Immuntherapie auf Biomarker. Dabei wurde die hochdimensionale Zellanalyse-Methode Cytometry-by-time-of flight (Cy-TOF) angewandt, die jede Zelle einzeln auf bis zu 50 verschiedene Eiweiße analysiert. So konnte jede einzelne Zelle identifiziert und ihren Aktivierungszustand dokumentiert werden. Selbst nuancierte Unterschiede zwischen den Patientenproben wurden genau erfasst.

Molekulare Muster erkennen

Nach der Analyse der Zellen wurden die Daten zusammen mit Mitarbeitern des Schweizer Instituts für Bioinformatik der UZH auf molekulare Muster analysiert, welche einen Therapieerfolg voraussagen können. "Wir fanden selbst vor Therapiebeginn eine subtile und schwache Immunantwort im Blut und identifizierten dieses molekulare Muster als Immunzellen CD14+CD16−HLA-DRhi", sagt Burkhard Becher. Damit der Befund leicht nachzuvollziehen ist, sollten die Biomarker einfach nachgewiesen werden können: In der Tat wurde ein solches Blutbild auch in einer zweiten, unabhängigen Kohorte von mehr als 30 Personen mit herkömmlichen Methoden reproduziert.

Beginn der Präzisionsmedizin

"Diese Studie ist zusammen mit einem umfassenden, exakt strukturierten Biobanking ein wichtiger Schritt in Richtung Präzisionsmedizin", sagt Prof. Mitch Levesque von der Dermatologischen Klinik des USZ. Die gewonnenen Erkenntnisse müssen nun in unabhängigen Studien mit höheren Patientenzahlen angewandt werden, bevor sie klinisch umsetzbar sind. Die Methode mit Hilfe von Biobanking, hochdimensionaler Zytometrie und computergestützter Mustererkennung soll auch bei anderen Krankheitsbildern helfen, Therapieentscheidungen zu treffen und neue Therapieansätze zu erarbeiten.

Quelle: Universität Zürich

Literatur:

Carsten Krieg, Malgorzata Nowicka, Silvia Guglietta et al.
High-dimensional single-cell analysis predicts response to anti-PD-1 immunotherapy.
Nature Medicine, 8. Januar 2018. Doi: 10.1038/nm.4466
https://www.nature.com/articles/nm.4466

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