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PROTEOMIK & FUNKTIONELLE GENOMIK

Tumorzellen verändern sich mit enormer Geschwindigkeit. Diese Eigenschaft befördert einerseits ihr zügelloses Wachstum und die Entstehung von Therapieresistenzen, andererseits führt es dazu, dass kein Krebs dem anderen gleicht, wodurch verlässliche Prognosen für individuelle Patienten oft schwierig sind.

Ziel der Technologieplattform 1 Proteomik & Funktionelle Genomik ist es, individuelle Parameter zu finden, die die Diagnose von Tumoren verbessern können oder auch das Ansprechen auf eine Therapie besser vorhersagen. So lässt sich zum Beispiel mittels Massenspektrometrie die Zusammensetzung aller Proteine einer Zelle qualitativ und quantitativ analysieren. Das gemessene Profil („Proteom“) enthält einzigartige Informationen – ähnlich einem Fingerabdruck – und durch den Vergleich zwischen Tumorzellen mit gesunden Zellen desselben Patienten lassen sich neue prognostisch und diagnostisch relevante Kriterien identifizieren.

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IMMUNONKOLOGIE

Der neu-konzipierte Plattformbereich Immunonkologie wird die im FCI vorhandenen innovativen Technologien zum Zelltyp-spezifischen Gentransfer nutzen, um neue immuntherapeutische Konzepte zu entwickeln. Dazu gehören die genetische Modifikation von T-Lymphozyten oder Natürlichen Killerzellen (NKs) mit chimären Antigenrezeptoren (CARs) sowie der präzise Transfer immunmodulatorischer Agenzien in das Tumorgewebe.
Die dazu notwendigen Vektorsysteme wurden und werden innerhalb des FCI vom Partner PEI entwickelt. Weltweit führend in der Erzeugung sogenannter Rezeptor-targetierter Vektoren wurden CD4- und CD8-targetierte lentivirale Vektoren erzeugt, welche therapeutische Gene hoch-selektiv mit mehr als 99% Präzision in die jeweiligen Subtypen von T-Lymphozyten ex vivo und in vivo einbringen können. So gelang mit Hilfe solcher Vektoren der proof-of-concept Nachweis für die in vivo Generierung von CAR-T-Zellen.

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TUMORMODELLE

Dieser Bereich stellt das wesentliche Bindeglied zum Transfer neuer therapeutischer Strategien in die Klinik dar. Viel zu oft scheitern vielversprechende Substanzen in der späteren klinischen Entwicklung. Das Fehlen aussagekräftiger präklinischer Modelle ist ein wichtiger Grund für diese niedrige Erfolgsquote. Ziel der Technologieplattform 3 ist daher, neue Tumormodelle zu entwickeln, mit denen sich der klinische Erfolg eines in der Grundlagenforschung identifizierten Wirkstoffes bei Patient*innen besser vorhersagen lässt.

Technologieplattform 3 Tumormodelle setzt vor allem auf die Entwicklung und Anwendung von Patienten-derivierten Tumormodellen (PDX), von neuen Techniken zur Kultivierung von Tumorzellen in dreidimensionalen Strukturen (Organoid-Kulturen) sowie die Verwendung relevanter genetisch definierter Mausmodelle. Die enge Verzahnung mit der Biobank des Universitären Centrums für Tumorerkrankungen (UCT) ermöglicht es, die am Patienten zu erwartenden Wirkungen frühzeitig zu erforschen und entscheidende Hinweise für die weitere Entwicklung zu erhalten.

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WIRKSTOFFE

Neue therapeutische Ansätze zu erarbeiten und diese auch bis hin zur Entwicklung neuer Medikamente voran zu treiben ist Ziel der Technologieplattform 4. Die umfangreiche chemische, pharmazeutische und strukturbiologische Expertise an der Goethe-Universität in Frankfurt macht die Entwicklung und Optimierung neuer Wirkstoffkandidaten gegen validierte Zielstrukturen möglich, am Georg-Speyer-Haus und am Paul-Ehrlich-Institut in Langen werden innovative „biologicals“ und Zelltherapeutika entwickelt, für die am Institut für Transfusionsmedizin zertifizierte Produktionsbereiche vorhanden sind.

Die Goethe-Universität Frankfurt ist außerdem seit 2017 einer der akademischen Standorte des weltweiten Structural Genomics Consortium (SGC), einer public-private Open Science Partnerschaft mit dem Ziel, die Medikamentenentwicklung durch Ausschöpfung bisher ungenutzter Ressourcen zu beschleunigen. Das FCI wird im Bereich Wirkstoffentwicklung eng mit dem SGC-Standort Frankfurt kooperieren, der über Bibliotheken von Wirkstoffen für potentielle neue Anwendungen sowie hochselektive Inhibitoren verfügt.

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KLINISCHE TRANSLATION & BIOBANK

Als Endpunkt von Wirkstoffentwicklungen und Ausgangspunkt zur Erforschung von Response- und Resistenzmechanismen ist die Integration klinischer Studien in das FCI essentiell. Ziel ist es, solche Studien in enger Zusammenarbeit mit dem Universitären Centrum für Tumorerkrankungen (UCT) zu initiieren. Das UCT Frankfurt hat kontinuierlich am Ausbau einer umfassenden klinischen Forschungseinheit gearbeitet, die dem FCI voll umfänglich zur Verfügung stehen wird. Die praktische Umsetzung früher translationaler Studien am Standort des FCI ist so gewährleistet. Besondere Bedeutung für das FCI haben auch die klinischen Wissenschaftler*innen der Technologieplattform 5 Klinische Translation & Biobank, die in multizentrischen Studiengruppen zur Therapieoptimierung organisiert sind. Sie stehen den FCI- Projektgruppen mit Fragen nach der klinischen Relevanz zur Seite und decken ein breites Indikationsspektrum ab (Magen-, Rektum-, Mamma- und Lungenkarzinome, Hirntumoren, akute lymphatische und myeloische Leukämien, multiple Myelome, Lymphome).