Die Idee wurde an der Universität von Porto geboren und landete schließlich auf der Insel Madeira, wo zwei der Erfinder herkommen. Sie gründeten MYLeukaemia und wurden nun mit zwei Innovationspreisen der Europäischen Union ausgezeichnet.
Leukämie, eine Form von Blutkrebs, forderte im Jahr 2020 weltweit mehr als 311 000 Todesopfer, mit mehr als 474 000 neuen Fällen, was etwa 2,5 % der Krebsfälle und 3,1 % der Krebstodesfälle weltweit entspricht, so die jüngste globale Studie über diese Krankheit (Disease Burden, Risk Factors, and Trends of Leukaemia: A Global Analysis, Frontiers in Oncology, 2022).
Die Behandlung der Krankheit hat sich in den letzten Jahrzehnten mit der Einführung von Knochenmarkstransplantationen weiterentwickelt. Die erste erfolgreiche Transplantation fand 1956 statt, und die erste in Portugal wurde 1987 im IPO durchgeführt. Die Fünf-Jahres-Überlebensrate für einige Leukämiearten hat sich verdoppelt: von 34 % zwischen 1975 und 1977 auf 70 % zwischen 2014 und 2020 in den USA(Quelle: Blood Cancer United). Knochenmark- oder Stammzellentransplantationen haben die nach wie vor wichtigste Behandlungsmethode, die Chemotherapie, ergänzt.
Vor diesem Hintergrund hat die Forschergruppe von i3S- Institut für Gesundheitsforschung und Innovation der Universität Porto ein vorrangiges Ziel ausgewählt: die akute myeloische Leukämie (AML), eine der häufigsten akuten Leukämien bei Erwachsenen und eine der aggressivsten. Bei der AML handelt es sich nicht um eine "einzelne" Krankheit, da sie mehrere Subtypen und molekulare Profile aufweist, die sehr unterschiedlich auf die verfügbaren Therapien ansprechen. Deshalb sind die Ergebnisse trotz der Fortschritte nach wie vor schlecht: Die Fünfjahresüberlebensrate liegt im Durchschnitt bei 25-30 % und nimmt mit zunehmendem Alter deutlich ab.
Aber Patienten sind keine Nummern. Neben der Diagnose bringt jede Person ihren eigenen klinischen und biologischen Kontext mit: Alter, Begleiterkrankungen, therapeutische Vorgeschichte und einzigartige biologische Merkmale der Krankheit, die vollständig bestimmen können, wie sie auf die Behandlung ansprechen. Deshalb stellt sich trotz aller Fortschritte im Kampf gegen die Krankheit immer noch eine Frage: Wie kann man die Therapie an jeden einzelnen Patienten anpassen, wie kann man einen maßgeschneiderten therapeutischen Rahmen für jede Person schaffen, der auf ihre biologischen Bedürfnisse eingeht?
Avatar des Knochenmarks
Die Antwort könnte in dem innovativen Modell liegen, das diese Gruppe entwickelt hat. Die Idee wurde von Hugo Caires (Studienleiter), Hugo Prazeres (Technologietransferbeauftragter) und Diana Sousa (Pharmazeutin) im Rahmen ihrer Forschung an der Universität Porto entwickelt, einem von der Stiftung für Wissenschaft und Technologie (FCT) finanzierten Sondierungsprojekt: "Die Idee war, dass wir realistischere Modelle schaffen müssen, um zu verstehen, was bei diesen Patienten mit akuter myeloischer Leukämie vor sich geht, um zu verstehen, warum viele dieser Patienten nach der Therapie Rückfälle der Krankheit haben. Etwa die Hälfte der Patienten, die nach einer Erstlinien-Chemotherapie in Remission gehen, erleiden nach einem Jahr einen Rückfall, und wir mussten verstehen, warum", erklärt Hugo Caires, CEO von MYLeukaemia, gegenüber Euronews.
Aus dem Universitätsprojekt entwickelte sich die Idee zur Gründung eines Unternehmens, das sich auf dem Gebiet der Leukämietherapien einen Namen machen will: MyLeukaemia befindet sich noch in der Gründungsphase, hat aber kürzlich zwei Preise bei den EIT Innovation Awards gewonnen, den jährlichen Auszeichnungen des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts (EIT), einer EU-Institution mit Sitz in Budapest, die europäische Start-ups unterstützt. Das Projekt gewann in der Kategorie "Gesundheit" und auch in der Kategorie "Sonderpreis für Regionen in äußerster Randlage", da es auf der Insel Madeira angesiedelt ist. Weitere Preise gingen an zwei portugiesische Start-ups: ProSpec in der Kategorie "Rohstoffe" und SmartRoads in der Kategorie "Intelligente Städte und Mobilität".
Von Porto nach Madeira, wo Hugo Caires und Diana Sousa herkommen, will die Gruppe ihren Sitz haben und ihre Arbeit aufnehmen. Sie hat bereits Gespräche mit verschiedenen regionalen Regierungsstellen und mit dem hämatologischen Dienst von SESARAM (Gesundheitsdienst der Autonomen Region Madeira) aufgenommen, um eine künftige Zusammenarbeit zu ermöglichen.
Bis diese Technologie den Patienten tatsächlich zugute kommt, werden allerdings noch einige Jahre vergehen, da sie eine umfassende Testphase durchlaufen muss: "Medizin und Innovation müssen sicher sein", sagt Hugo Caires, daher sind mehrere Testphasen geplant: "Zunächst müssen wir eine Pilotstudie durchführen, die in der Regel als Beobachtungsstudie angelegt ist, um festzustellen, ob die neue Technologie(Organ-on-a-Chip) in der Lage ist, vorherzusagen, welche Patienten auf die Standardtherapie nicht ansprechen werden. Wir sprechen hier von 20 bis 30 Patienten. Das ist ein Prozess, der ein Jahr dauern kann", fügt er hinzu. "Dann gibt es einen ganzen, sehr gut geregelten und umrissenen Prozess der Validierung durch nationale Organisationen und europäische Agenturen, die so genannten benennenden Stellen, die die Leistung der Technologie im klinischen Einsatz überwachen werden. Erst nach dieser Validierung in multizentrischen Studien mit mehr als 100 oder 150 Patienten können wir zur nächsten Phase übergehen. Was die Fristen betrifft, so sprechen wir im Allgemeinen von drei Jahren mühsamer Forschung in Zusammenarbeit mit Klinikern, mit hohen Investitionen, um das Projekt zu einem erfolgreichen Abschluss zu bringen, und erst dann, wenn die zuständigen Stellen eine positive Stellungnahme abgeben, wird die so genannte CE-IVD-Validierung(In-vitro-Diagnostik) erteilt, und die Technologie kann für die In-vitro-Diagnostik vermarktet werden und den Hämatologen und damit den Patienten mit hämatologischen Neoplasien zur Verfügung stehen. Innovation geschieht nicht über Nacht. Sie muss verantwortungsbewusst reguliert und validiert werden, damit sie, wenn sie den Patienten erreicht, sicher und wirksam ist und eine klinische Entscheidung auf der Grundlage vorheriger funktioneller Nachweise ermöglicht, die von diesen neuen Technologien geliefert werden, was das Überleben dieser Patienten erhöhen wird", schließt Hugo Caires.
Woraus besteht der Avatar?
Der "MYLeukaemia-Avatar" ist ein Organ-on-a-Chip-Knochenmarkmodell, mit dem im Labor getestet werden kann, wie Leukämiezellen auf verschiedene Therapien reagieren, ein funktioneller Ansatz der Präzisionsonkologie, der künftig therapeutische Entscheidungen unterstützen soll.
In dieser Entwicklungsphase arbeitete das Team mit Primärlinien und humanen Leukämiezelllinien (Zellen, die von Patienten stammen und heute vermarktet oder von Biobanken zur Verfügung gestellt werden), eine in der Forschung übliche Praxis, um den Prototyp zu optimieren und das Modell zu validieren, bevor es mit klinischen Proben weitergeht.
Aus diesen menschlichen Zellen wird ein Modell gebaut, das unser aller Knochenmark nachbildet: "Es handelt sich um einen Chip von der Größe einer Euromünze, in dem wir eine Mikroumgebung schaffen, die dem menschlichen Knochenmark sehr ähnlich ist, das einen äußeren Knochenteil und eine gallertartige Komponente in der Mitte mit einem stark vaskularisierten Netzwerk aufweist. So konnten wir im Labor das nachahmen, was im Körper des Patienten passiert", erklärt Hugo Caires. Diese Art von Modell hat auch dazu beigetragen, zu untersuchen, wie Leukämiezellen mit ihrem "Zufluchtsort" im Knochenmark interagieren, einschließlich der Mechanismen, die mit dem Umgehen der Chemotherapie und dem Risiko eines Rückfalls verbunden sind.
Der nächste Schritt besteht darin, den Avatar immer stärker zu personalisieren, indem die eigenen Leukämiezellen des Patienten in die auf dem Chip erzeugte Mikroumgebung integriert werden und verschiedene, bereits in der klinischen Praxis eingesetzte Therapieschemata getestet werden, um funktionelle Erkenntnisse zu gewinnen, die den Kliniker rechtzeitig informieren können. "Heute folgen viele Entscheidungen Protokollen, weil es an schnellen funktionellen Werkzeugen mangelt, die helfen, die beste therapeutische Option für jeden Einzelnen zu antizipieren, bevor sie dem Patienten tatsächlich verabreicht wird", fügt er hinzu.
Das Unternehmen möchte Kontakte zu hämatologischen Abteilungen knüpfen und parallel dazu klinische Proben der Patienten testen, indem es sie mit dem Gerät in Kontakt bringt, so dass sie als Avatare des menschlichen Knochenmarks fungieren und eine physiologische Reaktion auf das geben, was zu erwarten ist, wenn die Therapie dem Patienten verabreicht wird. Die Pilotstudien sollen im Prinzip auf Madeira durchgeführt werden und dann Krankenhäuser im Norden des Landes, das i3S selbst und auch das Institut für Pathologie und Molekularimmunologie der Universität Porto (IPATIMUP) einbeziehen.
Kann die Idee die Behandlung revolutionieren?
Hugo Caires zieht es vor, keine Revolution zu versprechen, bevor er nicht die Ergebnisse der Pilotstudie vorliegen hat, aber er glaubt, dass seine Idee es den Klinikern ermöglichen wird, die heute verfügbaren Therapien intelligenter einzusetzen. Es wird ein nützliches Instrument im Kampf gegen einen sehr mächtigen Gegner sein: eine sehr aggressive und schwer zu behandelnde Krankheit wie die akute myeloische Leukämie, eine der häufigsten Leukämiearten, die aufgrund verschiedener Mutationen in mehr als 11 verschiedene Krankheiten zerfällt, die zu unterschiedlichen klinischen Entitäten mit großer Heterogenität im therapeutischen Ansprechen auf die Standardtherapie führen. Die Idee ist, "die klinischen Ergebnisse dieser Patienten, die recht schlecht sind, zu verbessern, indem die richtige Therapie dem richtigen Patienten auf der Grundlage einer vorherigen funktionellen Präzisionsmedizin-Diagnose in den eigenen Leukämiezellen des Patienten zugewiesen wird", so die Forscherin.
Obwohl die 10.000 Euro des Preises willkommen sind, reichen sie nicht aus, um die Forschung zu finanzieren, aber sie sind eine gute Hilfe bei der Gründung des Unternehmens, gesteht der Geschäftsführer. Mehr als der finanzielle Wert war es wichtig, den Preis für die Anerkennung des großen Potenzials auf europäischer Ebene zu erhalten, was MYLeukaemia mehr Argumente gibt, um Finanzmittel von europäischen Institutionen zu erhalten: "Ich glaube, dass MYLeukaemia in einigen Jahren die Oberhand haben wird, sobald es validiert und zugelassen ist, aber das ist ein langwieriger Prozess, auf den wir jeden Tag hinarbeiten", fügt Caires hinzu.
Wo sehen Sie das Unternehmen in zehn Jahren? "Wenn alles gut läuft, hoffen wir, das Konzept von Portugal aus in die übrige Europäische Union zu exportieren und das Referenzunternehmen für personalisierte Behandlungen von Leukämie und anderen Blutkrebsarten auf europäischer Ebene zu werden", sagt er.
Für Hugo Caires ist die Auszeichnung ein Beweis dafür, dass Portugal trotz geringerer finanzieller Mittel mit anderen EU-Ländern konkurrieren kann, wenn es um technologische Innovation geht, da portugiesische Unternehmen vier der neun vom EIT vergebenen Preise erhielten, von denen zwei an MYLeukaemia gingen: "Das bedeutet, dass Portugal in der Lage ist, Wissenschaft auf hohem Niveau zu betreiben, Deep Tech mit enormem Potenzial, und jetzt müssen wir die Finanzinstrumente finden, damit diese portugiesischen Start-ups das so genannte 'Tal des Todes' der Finanzierung überwinden können", schließt er.