FIELD-LAB: ein hervorragendes Instrument zur Förderung internationaler Zusammenarbeit

FIELD-LAB: ein hervorragendes Instrument zur Förderung internationaler Zusammenarbeit

02 Juni 2021

An der Universität Warwick und am King’s College London fand das FIELD-LAB von NRG seine ersten internationalen Partner. Trotz der erheblichen, sowohl durch die COVID-Pandemie als auch den Brexit aufgeworfenen Hürden gelang es Forschern und Wissenschaftlern auf beiden Seiten des Kanals, Dinge zu bewegen und die Hoffnung zu wecken, in absehbarer Zeit aufregende neue Erkenntnisse präsentieren zu können. Dr. Cinzia Imberti, Sir Henry Wellcome-Postdoc-Stipendiatin an der Universität Warwick, GB, und Nora Klaassen, Projektmanagerin für Forschung und Entwicklung am Field-Lab, Petten, Niederlande, haben die Entstehungsgeschichte der Kooperation und ihre Hoffnungen für die Zukunft näher beleuchtet.

Imberti erläutert zunächst die gemeinsame Beteiligung der Universität Warwick und des King’s College London. „Obwohl ich eigentlich an der Universität Warwick tätig bin, führe ich im Labor des King’s College Forschungstätigkeiten im Bereich Radionuklide durch, da hier die entsprechenden Einrichtungen vorhanden sind.“ Gleichwohl ist dies für Imberti vertrautes Terrain, da sie im Bereich Radionuklid-Bildgebung am King’s College London promoviert hat. Es folgte ein Stipendium an der Universität Warwick, in dessen Rahmen sie die Wirkungsmechanismen von Platinverbindungen untersuchte, mit speziellem Fokus auf intelligentere Platinmedikamente. „Diese sind vollständig inaktiv, bis sie einer Lichtstrahlung ausgesetzt werden, was zu deren Fotozersetzung und zur Freisetzung toxischer Moleküle führt, die dann als Antikrebswirkstoffe eingesetzt werden können“, erläutert Imberti. „Diese Wirkstoffe ermöglichen eine zielgenaue Behandlung von Krebs in einem frühen Stadium. Dabei wird deren ausschließlich auf den Tumor gerichtete Krebsbekämpfungsaktivität mittels Licht aktiviert und lassen sich somit die Nebenwirkungen für gesunde Organe auf ein Mindestmaß begrenzen.“

 

Kräfte bündeln

Mit ihrem fundierten Hintergrund in der Radionuklid-Bildgebung trat Imberti mit dem FIELD-LAB in Kontakt, um die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit zu ihrer Platin-Studie zu prüfen. „Dies erwies sich auch für das King’s College London als interessant, und dort versucht man mittels Bildgebung und insbesondere der Resistenz gegen Cisplatin neue Wege zum Verständnis der Tumorbiologie zu finden. Eigentlich gliederte sich dieses Projekt in zwei Zweige: der erste bezog sich auf neue fotoaktivierbare Platinwirkstoffe und der zweite auf den Wirkungsmechanismus und die Resistenz gegen etablierte Wirkstoffe wie Cisplatin.“ Imberti besuchte daraufhin das FIELD-LAB im Januar 2020, und ihr Projekt wurde als durchführbar erachtet. Sie erinnert sich: „Es wurde deutlich, dass, sollte unsere Zusammenarbeit Früchte tragen, wir eine Partnerschaft mit FIELD-LAB eingehen mussten, was wir auch taten.“

Imberti und ihr Team begannen mit ihrer Arbeit und wurden zu diesem Zweck von FIELD-LAB mit dem benötigten Material beliefert. Klaassen blickt auf die logistischen Herausforderungen zurück, die damit einhergingen: „Die erste Lieferung fand im November 2020 statt, die zweite im Januar 2021, genau zu dem Zeitpunkt, als der Brexit in Kraft trat. Dies hatte einige wichtige logistische Änderungen wie eine gesonderte Zollabfertigung der nuklearen Fracht sowie einen Transport durch den Kanaltunnel in einem Durchgang zur Folge, da dies für den Transport nuklearer Produkte vorgeschrieben ist.“ Als wenn dies noch nicht genug der Herausforderungen wäre, verbreitete sich die britische Variante des Corona-Virus im Januar immer stärker, was zu enormen Staus auf beiden Seiten des Kanals führte. Dennoch lief alles wie es sollte und konnten die Lieferungen der Nuklearmaterialien fristgerecht durchgeführt werden. „Alles in allem investierte unsere Logistikabteilung eine Menge Zeit, um all das zu schaffen“, erinnert sich Klaassen.  

“These agents allow for very precise treatment in early-stage cancer."

Erstes Experiment

Der erste Teil ihrer intensiven Forschungen bestand in der Beantwortung der Frage, ob die fotoaktivierbare Verbindung radioaktiv gemacht werden konnte. „Das stellte aufgrund der relativ langen Synthese der Verbindung und der kurzen Halbwertszeit von radioaktivem Platin bereits an sich eine Herausforderung dar, in dem Sinne, dass die Radioaktivität in einigen Tagen verschwunden sein würde. Es gab auch Bedenken in Bezug auf eine Selbstaktivierung, da die Verbindung durch Licht aktivierbar ist und die Bestrahlung in Form von Licht durchgeführt wird. Dennoch hat sich die Verbindung selbst als stabil erwiesen. Unlängst ist es uns gelungen, die Verbindung erstmals in einem Tierversuch zu testen und deren Verbreitung im Körper zu beobachten. Sie konnte danach als sicher bewertet werden, da sie offensichtlich keine negativen Auswirkungen auf das Tier hatte. Diese Ergebnisse bilden das Fundament für die Untersuchung der gleichen Verbindung bei einer Injektion in Tumormodelle, um zu überprüfen, wie lange es dauert, bis das Präparat in den Tumor gelangt. Eine wichtige Information, da wir genau wissen müssen, wann wir den Tumor bestrahlen müssen, um die Verbindung zu aktivieren.“ Im zweiten Untersuchungsansatz arbeitet Imberti an der Einbeziehung von Cisplatin. Da es sich um ein klinisch zugelassenes Medikament handelt, konnten Imberti und ihre Kollegen direkt am Tiermodell arbeiten. „Wir wissen, dass einige Tumoren empfindlich auf Cisplatin reagieren und ansprechen, während andere das nicht tun. Wir untersuchen bei einer Gruppe von Tieren, die sensibel auf Cisplatin reagieren, und einer zweiten Tiergruppe, bei denen dies nicht der Fall ist, ob es irgendwelche Unterschiede bei der Verteilung des Platins im Körper gibt, nachdem beiden Gruppen radioaktives Cisplatin injiziert worden ist. Auch wenn es noch sehr früh für eventuelle Rückschlüsse ist, so sieht es dennoch danach aus, dass es tatsächlich einige Unterschiede gibt.“ Weitere zukünftig zu verfolgende Schwerpunkte von Interesse sind die Rolle von Kupfer in Verbindung mit Cisplatin. „Von Cisplatin wird angenommen, dass es auf dem gleichen Weg in die Krebszellen gelangt wie Kupfer. Wir stellten uns also die Frage: kann die Akkumulation von radioaktivem Kupfer im Tumor ein Hinweis auf die (nicht vorhandene) Akkumulation und Empfindlichkeit von Cisplatin sein? Dies berührt eine tiefgreifende Grundsatzfrage der Forschung über den Mechanismus der Cisplatin-Akkumulation in Tumoren, die wir immer noch nicht vollständig verstanden haben.“

They are trying to find new ways to understand cancer biology with imaging and in particular resistance to cisplatin."

Vorteile der Zusammenarbeit

Die derzeitige Kollaboration zwischen dem FIELD-LAB und dem King’s College London/der Universität Warwick ist aus unterschiedlichen Gründen von Interesse, meint Klaassen. „Zunächst einmal ist es äußerst ermutigend für alle Beteiligten, wenn man einen Beitrag zum Wohlbefinden von Krebspatienten leisten kann“, erklärt sie. „Auch einen internationalen Partner an der Seite zu haben, wird allgemein als positiv angesehen, und unser Bestreben ist es, die Zahl unserer internationalen Kooperationspartner signifikant zu steigern. Damit erzeugen wir eine stärkere Markenbekanntheit für FIELD-LAB und unsere Aktivitäten. Darüber hinaus versetzt uns diese Zusammenarbeit in die Lage, geistiges Eigentum gemeinsam zu schaffen und auszubauen, das als Finanzierungsquelle und zur Generierung von Einkünften dienen kann. In diesem Falle kann das bedeuten, dass die Forschungsanstrengungen in einem Produkt oder einer Methode resultieren, die anschließend vermarktet werden können. Auch FIELD-LAB wird einen Beitrag dazu leisten, da das Produkt mit Hilfe der von uns gelieferten Materialien entwickelt werden konnte.“

Bahnbrechende Entwicklung

Für Imberti ist es eine faszinierende Vorstellung, dass, obwohl Cisplatin schon seit 1978 in der Klinik verfügbar ist und dessen Wirkungsmechanismen relativ gut verstanden worden sind, bestimmte Aspekte dennoch weiter erschlossen werden müssen, beispielsweise wie Cisplatin in die Zellen eindringt. „Deshalb ist dies ein aufregendes Forschungsgebiet, insbesondere deswegen, weil wir bis vor kurzem noch nicht die Möglichkeiten hatten, geeignete Ganzkörper-Bildgebungsverfahren einzusetzen. Die Menge an Radioaktivität je Gramm Cisplatin reichte nicht aus, um qualitativ zufriedenstellende Aufnahmen anzufertigen. Es war eine bahnbrechende Entwicklung, diesen Cisplatin-Typ in einer Form herstellen zu können, die für die Bildgebung mittels Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie nutzbar ist. Jetzt sind wir wirklich in der Lage, das Cisplatin im Körper nachzuverfolgen und zu sehen, wie es sich im Zeitverlauf verändert.“

Erfahrungen und Erkenntnisse teilen

Neben der Teilnahme an dieser außergewöhnlichen europäischen Kooperation möchte FIELD-LAB seinen Partnern darüber hinaus Möglichkeiten bieten, Ideen und Erkenntnisse untereinander auszutauschen. Ein gutes Beispiel dafür ist die Verbindung zwischen dem King’s College London/der Universität Warwick und dem niederländischen VU Medical Center (VUmc) sowie dem Antonie van Leeuwenhoek (AvL) Krankenhaus, beide in Amsterdam ansässig. VUmc/AvL arbeiten gemeinsam an CISSPECT, einem vielversprechenden bildgebenden Diagnostikum zur Vorhersage der Wirksamkeit einer Cisplatin-Behandlung und zur Prävention schwerwiegender Nierentoxizität. Mit CISSPECT lässt sich die Aufnahme von Cisplatin im Tumor messen und können Patienten für eine Cisplatin-Chemotherapie ausgewählt sowie die Cisplatin-Konzentration in den Nieren ermittelt werden. Somit kann CISSPECT zur Verbesserung der Cisplatin-Behandlung beitragen und Patienten vor Nebenwirkungen wie Nierenversagen, Gehörverlust, Übelkeit und Müdigkeit schützen. Klaassen erklärt, wie begierig die beiden Konsortien bei einem unlängst durchgeführten Partner-Meeting waren, die jeweiligen Erfahrungen der anderen zu hören. „Wir organisieren alle sechs Monate eine spezielle Sitzung für unsere Partner, auf der wissenschaftliche Ergebnisse und Fortschritte geteilt werden. Bei diesem Skype-Meeting trafen sich Vertreter des King’s College London/der Universität Warwick und des VUmc/AvL zum ersten Mal und tauschten Informationen zu ihren jeweiligen Projekten aus. Auf diese Weise kann man sich gegenseitig unterstützen.“ Imberti fügt hinzu, dass ihre beiden Sponsoren, Professor Peter Stadler und Professor Phil Blower, über das jeweilige Fachwissen im Bereich Platinchemie und Radionuklid-Bildgebung verfügen, beides Bereiche, die für andere Partner von FIELD-LAB, die in vergleichbaren Forschungsbereichen tätig sind, hilfreich sind. „Das Faszinierende am FIELD-LAB ist es, dass es eine Art offene europäische Kollaboration bietet, wobei allen Partnern wertvolle Informationen und Kenntnisse bereitgestellt werden“, meint Imberti abschließend.

“The beauty of FIELD-LAB lies in providing a form of open European collaboration, by offering all partners valuable information and knowledge”