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Den einzelnen Patienten im Blick: Zentrum für Personalisierte Medizin in Tübingen

Seit Januar 2015 gibt es in Tübingen ein Zentrum für Personalisierte Medizin, kurz ZPM. Interdisziplinär wird hier an 23 Instituten und Kliniken daran gearbeitet, patientengerechtere Therapien zu entwickeln, die auf der individuellen Analyse des Krankheitsbildes beruhen. Das geht einher mit der Entwicklung neuer diagnostischer Strategien. Zum Beispiel werden Daten aus der Analyse des gesamten genetischen Materials von Zellen, aller Proteine und aller Stoffwechselvorgänge eingebunden.

Beispiel Tumorpatient: Mithilfe molekularer Diagnoseverfahren und bioinformatorischer Analysen werden Gene identifiziert, die als Treiber für das Tumorgeschehen wirken. Ausgehend davon werden potenzielle Zielstrukturen für die Behandlung zusammengestellt, die in interdisziplinären Boards ausgearbeitet wird. © Universitätsklinikum Tübingen

Was genau die Personalisierte Medizin ist, lässt sich nicht so einfach auf den Punkt bringen, weiß ZPM-Direktor Prof. Dr. Nisar Malek. Für ihn geht es dabei vor allem um die Verwirklichung von drei Zielen, für die das Zentrum steht.

„Zum einen wollen wir mithilfe der diagnostischen Möglichkeiten, die uns die ‚Omics'-Technologien heute bieten, Krankheitsbilder besser verstehen. Zum anderen wollen wir die funktionelle Bildgebung einsetzen, um auf individueller Ebene eine bessere Diagnostik zu ermöglichen. Das schließt auch eine genauere therapiebegleitende Diagnostik mit ein, die uns in die Lage versetzt, viel früher als bisher auf Veränderungen im Krankheitsgeschehen zu reagieren. Und schließlich wollen wir die Ergebnisse aus Omics-Analysen, Bildgebung und klinischen Befunden kombinieren, um für Patientengruppen oder auch für einzelne Patienten das optimale Vorgehen zu ermitteln", erklärt Malek.

Um das umzusetzen, ist die übergreifende Expertise aller 23 Institute und Kliniken gefragt, die von der Medizinischen Fakultät der Universität und dem Universitätsklinikum Tübingen im ZPM zusammengeführt werden. Der umfassende Ansatz, der praktisch alle ärztlichen Disziplinen und dazu die Naturwissenschaften und Informationstechnologien involviert, ist für Malek ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal des ZPM. „Es gibt zurzeit noch nicht viele Zentren für Personalisierte Medizin in Deutschland, die zudem häufig monothematisch aufgestellt sind. Mit unserem Ansatz wollen wir eine führende Position in der Entwicklung der Personalisierten Medizin erreichen", so sein klares Statement.

Biologische Methoden sind essenziell für die Personalisierte Medizin

Um Omics-Daten, also Daten aus der Analyse des gesamten genetischen Materials von Zellen (Genomics), aller Proteine (Proteomics) und aller Stoffwechselvorgänge (Metabolomics) optimal in die Diagnose und Therapie einbinden zu können, hat sich das Zentrum die Unterstützung des QBIC gesichert.

Organigramme of the ZPM showing the competences of its individual research areas. © ZPM, University of Tübingen

QBIC ist das Zentrum für Quantitative Biologie der Universität Tübingen. Es wird von Prof. Dr. Oliver Kohlbacher geleitet. Hier laufen Datenströme zusammen, die mit modernsten Hochdurchsatz-Technologien in den Kliniken und Forschungsinstituten erzeugt werden. Das QBIC-Team analysiert die Daten und bereitet sie so auf, dass das ZPM sie nutzen kann. Die Ergebnisse aus der Bildgebung steuert die Abteilung für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie von Prof. Dr. Bernd Pichler bei. Hier werden zukunftsweisende Technologien wie die Kombination von PET (Positronen-Emissions-Tomographie) und MRT (Magnetresonanz-Tomographie) entwickelt, die hochgenaue Bilder und Daten aus dem Körperinneren liefern.

„Damit wir die Bildgebungsdaten schnell und einfach mit Omics-Daten in Verbindung bringen können, bauen wir eine neue Datenbank auf, in der anonymisierte Patientendaten ontologisch abgelegt werden. Im Juni 2015 werden wir unseren Kliniken die ersten Accounts freischalten. Zurzeit stellen wir die Patientenaufklärung fertig, die mit der prospektiven Erlaubnis für die Analysen einhergeht", sagt Malek.

Das ZPM baut eine eigene Datenbank auf, die allen angeschlossenen Kliniken zur Verfügung steht, um mithilfe anonymisierter Patientendaten die optimale Therapie für bestimmte Krankheitsbilder zu finden. © ZPM, Universität Tübingen

Seine Vision: Solche Modellierungen sollen in Zukunft die Basis liefern für die optimale Therapie eines Patienten mit einer bestimmten Prädisposition. Im Fall der Herzinsuffizienz könnten mit diesem Konzept aus der Fülle theoretisch einsetzbarer Wirkstoffe die gefunden werden, die einzeln oder in Kombination bei genau diesem Patienten am besten helfen.

Dieses Zukunftskonzept passt jedoch nicht in das heutige Zulassungs- und Erstattungssystem der Krankenbehandlung. Malek erläutert das am Tumorbeispiel: „Angenommen, wir haben einen Patienten mit Gallengangskarzinom und lassen unsere Modellierung mit allen 30.000 zugelassenen Wirkstoffen laufen. Nun zeigt uns die Modellierung, dass der Patient auf die Substanz XY am besten reagieren würde. Dann kann es uns passieren, dass der Wirkstoff zwar für die Behandlung einiger Tumoren, aber eben gerade nicht oder noch nicht für die Behandlung des Gallengangskarzinoms zugelassen ist."

Es laufen bereits einzelne Demonstratorprojekte, die sich von Herzinsuffizienz über Augenerkrankungen bis zu Tumorerkrankungen erstrecken. Initiiert wurden diese Projekte über die Plattform „Klinische Forschung" aus dem Zukunftskonzept der Universität, das über die Exzellenzinitiative gefördert wird. Nun laufen die Projekte unter dem Dach des ZPM.

Am Beispiel Herzinsuffizienz macht Malek deutlich, wie das Zentrum arbeitet: „Wir haben Molekulare Boards eingerichtet, um Herzmuskelerkrankungen auf allen Ebenen zu verstehen. Wir schauen uns zum Beispiel die genetische Konstellation von Patienten an, um zu verstehen, warum sie erkrankt sind. Die Daten erhalten wir aus Hochdurchsatz-Sequenzierungen von DNA, die uns Patienten zur Verfügung stellen. Hinzu kommen viele weitere Omics-Daten und Daten aus PET/CT- und PET/MRT-Aufnahmen. Mithilfe von mathematischen Modellierungen über mehrere Größenordnungen hinweg wollen wir die verschiedenen Parameter zueinander in Beziehung setzen."

Das Gesundheitssystem wird auf seiner ganzen Breite eine Revolution erleben

Prof. Dr. Nisar Malek ist seit 2011 Ärztlicher Direktor der Medizinischen Klinik 1 am Universitätsklinikum Tübingen. Schwerpunkt seiner klinischen Tätigkeit ist die Behandlung von Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes und der Leber. © Universitätsklinikum Tübingen

Hier kommt nicht nur auf die Mediziner ein Paradigmenwechsel in der Diagnose und Therapie von Krankheiten zu, sondern die Zulassung muss völlig umgekrempelt werden, ist Malek überzeugt.

„Die bisherigen Prinzipien der Zulassung funktionieren nicht mehr, wenn es gar nicht möglich ist, die für eine Studie nötige Anzahl von Patienten zum Beispiel mit einer ganz bestimmten Gensignatur zu finden. Die Revolution durch die Personalisierte Medizin ist gewaltig und betrifft alle Bereiche. Auch auf die Krankenkassen kommen dann völlig neue Herausforderungen zu, und wir versuchen, sie bereits jetzt dafür zu sensibilisieren. Mit den fortschreitenden neuen Entwicklungen werden natürlich auch die Patientenverbände ein Umdenken bei den Kostenträgern einfordern."

Dabei sieht Malek das Kostensystem selbst nicht in Gefahr. „Die oft in den Raum gestellte Kostenexplosion durch die Personalisierte Medizin ist eine Fehlinterpretation. Man braucht nur allein an die teilweise horrenden Kosten denken, die heute durch nicht oder schlecht wirkende Medikamente und Eingriffe entstehen und die wir uns in Zukunft sparen könnten." Außerdem betont Malek, dass die Personalisierte Medizin mit ihrem ganzen Arsenal analytischer Methoden nicht bei jeder Erkrankung zum Einsatz kommen wird. Bei vielen monokausalen Erkrankungen sieht er dafür keinen Grund. So stünde der diagnostische Aufwand bei einer einfachen bakteriellen, gut mit Antibiotika behandelbaren Infektion in keinem Verhältnis zum Nutzen. Hier müsste für eine erfolgreiche Behandlung kein „gläserner Patient" geschaffen werden.

Bei komplexen Erkrankungen sieht das jedoch anders aus, wie Malek wiederum am Beispiel Krebs erklärt: „Bei einer Tumorerkrankung wie dem Pankreaskarzinom sind viele unterschiedliche Zellen beteiligt, und auf molekularem Niveau müssen wir im Grunde viele Erkrankungen gleichzeitig behandeln. Die Regel ‚One fits all', nach der man zum Beispiel ein Breitbandantibiotikum einsetzt, hilft hier nicht. Um jedoch drei, vier Probleme gleichzeitig zu behandeln, ist die Personalisierte Medizin der richtige Ansatz."


Zentrum für Personalisierte Medizin ZPM

Das ZPM der Universität Tübingen gliedert sich in fünf Forschungsbereiche:

I Datenerzeugung
Sprecher: Prof. Dr. Olaf Rieß, Institut für Medizinische Genetik und angewandte Genomik
II Datenanalyse
Sprecher: Prof. Dr. Oliver Kohlbacher, Zentrum für Bioinformatik, Zentrum für Quantitative Biologie und Fachbereich Informatik
III Funktionelle Bildgebung
Sprecher: Prof. Dr. Bernd Pichler, Institut für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie
IV Wirkstoffentwicklung
Sprecher: Prof. Dr. Lars Zender, Medizinische Klinik 1 und Sektion für Gastrointestinale Onkologie
V Klinik
Sprecher: Prof. Dr. Nisar P. Malek, Medizinische Klinik 1

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/den-einzelnen-patienten-im-blick-zentrum-fuer-personalisierte-medizin-in-tuebingen