photiomics: Personalisierte Krebsbehandlung im Fokus
In Hannover trafen sich die Verbundpartner des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekts photiomics, um die bisherigen Ergebnisse zu präsentieren und weitere Schritte abzustimmen.
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes „photiomics“ arbeitet Bosch Research (Förderkennzeichen 13N15768) eng mit industriellen, akademischen und klinischen Partnern zusammen, um die personalisierte Krebsbehandlung voranzubringen. Das aufgebaute Projektkonsortium entwickelt dabei eine innovative diagnostische Lösung, um die Wirkung verschiedener Krebsmedikamente auf das Tumorgewebe einer Patientin bzw. eines Patienten zu testen und damit eine Empfehlung zur personalisierten Therapie geben zu können. Seit dem Start im Juli 2022 konnten in dem Projekt mit einem Volumen von sechs Millionen Euro herausfordernde Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfolgreich umgesetzt werden.
Am 25.09.2024 fand in Hannover ein Verbundtreffen der Projektpartner Bosch Research, Zellkraftwerk GmbH/Canopy Biosciences/Bruker Group (ZKW), Dr. Margarete Fischer-Bosch Institut für Klinische Pharmakologie am Bosch Health Campus, Raylytic Software GmbH und dem Projektträger VDI Technologiezentrum GmbH statt.
Bei diesem Verbundtreffen bei der ZKW stellten die Konsortialpartner den aktuellen Projektstatus und die neusten Ergebnisse der laufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten vor. Dazu gehören das realisierte Kultivierungssystem für Tumor-Gewebeschnitte, die umgesetzten Immunfluoreszenzfärbungen, die eingesetzte 3D-Mikroskopietechnologie und die KI-basierten Bildanalyseverfahren. Die im Rahmen des Projektes entwickelten Technologien und ein erfolgreich realisiertes Funktionsmuster eines Tumor-Bioreaktors mit 3D-Mikroskopiesystem wurden im Labor präsentiert. Gemeinsam diskutierten die Verbundpartner die aus dem Projekt gewonnenen Erkenntnisse und stimmten die weiteren Schritte zusammen ab.
Das Ziel des Verbundprojekts photiomics
Um die Erfolgschancen einer Arzneimitteltherapie bei Krebspatienten zu steigern, sollen Medikamente bereits vor Beginn der Therapie individualisiert ausgewählt werden. Hierzu wird die Wirksamkeit verschiedener Medikamente an lebendem Tumorgewebe einer Krebspatientin bzw. eines Krebspatienten getestet, das aus einer Biopsie oder Operation des Tumors verfügbar ist. Aus dem Gewebe werden dünne Gewebeschnitte hergestellt, innerhalb eines Tumor-Bioreaktors kultiviert, mit Medikamenten behandelt und mikroskopisch analysiert.
Innovative und herausfordernde Ziele von photiomics sind die Entwicklung eines neuartigen diagnostischen Laborsystems – dem erwähnten Tumor-Bioreaktor – und einer Methode zur Durchführung von Medikamententests an Tumor-Gewebeschnitten mit automatisierter Fluoreszenz-Bildgebung (4D: 3D und Zeit) und KI-basierter Auswertung.
Dieser vielversprechende Ansatz ermöglicht es, die Reaktionen von lebendem Tumorgewebe auf unterschiedliche pharmakologische Behandlungen in einem automatisierten System zu studieren. So kann unter anderem die Entwicklung neuer Medikamente und Therapien sowie die Erforschung von Krankheiten und relevanten Wirkzusammenhängen signifikant verbessert werden.
Die Aufgabe von Bosch Research
Um diese Ziele zu erreichen, beschäftigt sich das strategische Portfolio Healthcare Solutions von Bosch Research im Rahmen des Projekts mit der „Cells-on-Chip“-Technologie. Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie Ingenieurinnen und Ingenieuren mit sich ergänzenden Kompetenzen in den Bereichen Medizintechnik, Physik, Biologie, Chemie, Fluidik und Materialwissenschaften arbeitet an der Entwicklung einer Systemlösung für eine automatisierte Technologie, um Tumorgewebe über mehrere Tage in einer kontrollierten Umgebung zu kultivieren. Und das mit Erfolg: Diese Zielerreichung stellte Anfang 2024 gleichzeitig den Halbzeitmeilenstein des Projektes für das Bosch Research Team dar.
Im Juli 2024 transferierte das Team das bei Bosch Research entwickelte Kultivierungssystem mit dazugehörigen Komponenten zum Projektpartner ZKW nach Hannover. Dort wurde durch eine Gemeinschaftsarbeit der nächste Projektmeilenstein erreicht. Das Kultivierungssystem wurde erfolgreich mit dem in Hannover vorhandenen System zur Fluoreszenzmikroskopie zusammengeführt, was zum ersten Mal ermöglichte, einen lebenden Gewebeschnitt vollständig und in drei Dimensionen zu dokumentieren. In Hannover werden nun weitere Untersuchungen mit dem transferierten System durchgeführt.
Währenddessen arbeitet das Team von Bosch Research in Renningen daran, dieses System weiterzuentwickeln, um die dritte im Projekt geplante Funktion des Tumor-Bioreaktors zu realisieren: die Durchführung von Medikamententests an Tumorgewebeschnitten mit automatisierter Fluoreszenz-Bildgebung und Bildanalyse mit künstlicher Intelligenz.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Bosch Research Blog, in dem Forschungsexperte Dr. Bernd Scheufele die von ihm geleiteten Aktivitäten Cells-on-chip Technologie und Photiomics ausführlicher erklärt.