Das MOSAIC vervollständigen

21.06.2023

Uniklinikum Erlangen führender Forschungspartner bei räumlicher Kartografierung der Tumorumgebung

Das Uniklinikum Erlangen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist unter Federführung des Pathologischen Institutes (Direktor: Prof. Dr. Arndt Hartmann) führender Partner eines internationalen Konsortiums zwischen international führenden (Bio-)Technologieunternehmen und weltweit führenden Krebsforschungseinrichtungen in Deutschland, Frankreich, der Schweiz und den USA. Die großangelegte Forschungsinitiative mit dem Namen MOSAIC wird in den kommenden Jahren höchst detaillierte Einblicke in die räumliche Struktur von soliden Tumoren liefern: So sollen Krebszellen und das umgebende Gewebe hochauflösend kartiert und mittels künstlicher Intelligenz neue Wege zur Behandlung der Tumoren aufgezeigt werden, besonders auf dem Gebiet der modernen Immuntherapie.

Spatial multi-Omics bezeichnet ein breites Spektrum an modernsten Methoden, die 2020 vom führenden Fachmagazin Nature Methods als Methode des Jahres ausgezeichnet wurden. Diese neuartigen Methoden ermöglichen es Forschenden, Tumoren mit einer nahezu einzelzellulärer Auflösung zu untersuchen und dabei den genauen Standort und die molekulare Aktivität von Tumor- und Immunzellen zu ermitteln. Sie liefern so eine detaillierte Karte der molekularen Interaktionen von verschiedenen Zelltypen auf transkriptioneller, proteomischer und metabolomischer Ebene, um auf diese Weise wichtige Beziehungen zwischen einem Tumor und seiner Mikroumgebung zu entschlüsseln. Die räumliche Omics-Technologie ermöglicht es den Forschenden, die Heterogenität des Tumors, die Zell-Zell-Kommunikation und die Interaktionen zwischen Tumor und Immunsystem zu untersuchen. Diese detaillierten Informationen können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen, komplexe biologische Prozesse besser zu verstehen und dadurch gezieltere und wirksamere Behandlungen für schwierige Krebsarten, besonders neuartige Immuntherapien, zu entwickeln.

Durch die Generierung und Analyse von räumlichen Omics-Daten in Kombination mit multimodalen Patientendaten und künstlicher Intelligenz sollen in dem kürzlich gestarteten Projekt MOSAIC (kurz für Multi Omic Spatial Atlas In Cancer) in Zukunft neue Behandlungsmöglichkeiten für einige der am schwierigsten zu behandelnden Krebsarten eröffnet werden – wie nicht-kleinzelliger Lungenkrebs, Brustkrebs, diffus großzellige B-Zell-Lymphome, Eierstockkrebs, Glioblastome, Mesotheliome und lokal fortgeschrittener Blasenkrebs. MOSAIC ist die erste und mit Abstand größte Initiative ihrer Art, die die räumliche Multi-Omics-Technologie einsetzt und rund 7.000 Tumorproben von Patientinnen und Patienten einbeziehen wird. Damit ist die Zahl der untersuchten Proben mehr als um ein Hundertfaches größer als bisherige Datensätze. Durch die Untersuchung von sehr detailliert histopathologisch aufgearbeiteten und klinisch annotierten Tumorproben mittels spatialer Omics-Technologie, in Kombination mit Sequenzierung aller molekularen Veränderungen im Tumor, wird eine perspektivisch weltweit zugängliche Datenplattform entwickelt, die eine umfassende Analyse des Tumors unter Anwendung neuronaler Netzwerke und künstlicher Intelligenz ermöglicht.

„Die umfassende Charakterisierung großer Patientenkohorten von Krebserkrankungen mit schlechter Prognose und hohem medizinischem Bedarf an neuen Therapien mithilfe von Spatial Omics wird beispiellose Erkenntnisse über Tumoren und die Mikroumgebung von Tumoren liefern. Das Konsortium aus international führenden Krebszentren mit weltweit führenden Industriepartnern bietet die einzigartige Möglichkeit, neue Behandlungsmöglichkeiten für unsere Patientinnen und Patienten zu entdecken", erklärt Prof. Dr. Arndt Hartmann, Direktor des Pathologischen Instituts des Uniklinikums Erlangen und Leiter des FAU-Lehrstuhls für Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie.

Über MOSAIC

Neben der FAU und dem Uniklinikum Erlangen – hier mit dabei das Pathologische Institut, das Neuropathologische Institut, die Frauenklinik, die Medizinische Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie, die Medizinische Klinik 5 – Hämatologie und Internistische Onkologie, die Urologische und Kinderurologische Klinik, die Strahlenklinik sowie die Neurochirurgische Klinik – sind das KI-Biotech-Unternehmen Owkin (Frankreich/USA) und das Unternehmen NanoString Technologies (USA), das sich mit Biomarkern sowie translationaler Forschung beschäftigt, sowie als akademische Forschungspartner die University of Pittsburgh (USA), das Institut Gustave Roussy (Frankreich), das Universitätsklinikum Lausanne (Schweiz) sowie die Charité – Universitätsmedizin Berlin beteiligt. Gestartet ist das Projekt unter der Sponsorschaft von Owkin im April 2023 und wird bis voraussichtlich 2027 andauern. Das Projekt wird über die Laufzeit von vier Jahren mit insgesamt rund 50 Millionen Dollar verteilt über alle beteiligten Partner gefördert. Am Standort Erlangen wird es stellvertretend für das Uniklinikum Erlangen von den beiden PIs PD Dr. Ramona Erber und Dr. Markus Eckstein (beide Pathologisches Institut) vertreten.

Quelle: uni | mediendienst | forschung Nr. 37/2023