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Renommierter ERC-Grant für LCSB-Forscherin Ines Thiele

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Veröffentlicht am Dienstag, den 07. November 2017

Prof. Dr. Ines Thiele erhält eine der begehrten Forschungsförderungen des Europäischen Research Councils (ERC), einen so genannten „ERC Starting Grant“.

Die Leiterin der Gruppe „Molecular Systems Physiology“ am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg und ATTRACT Fellow vom Fonds National de la Recherche (FNR) kann damit das Projekt „Bug the Drug“ umsetzen. In dem Vorhaben will Ines Thiele Computermodelle entwickeln, mit deren Hilfe Medikamente in der Krebstherapie oder zur Behandlung der Parkinson-Krankheit personalisiert, also abgestimmt auf den einzelnen Patienten, verordnet werden können. Die Basis für die Modelle werden Daten zu den Ernährungsgewohnheiten der Patienten und der Zusammensetzung ihrer bakteriellen Darmflora sein. Nebenwirkungen und Unverträglichkeiten sollen so vermieden oder sogar ausgeschlossen werden können. Die Fördersumme für das ausgezeichnete Projekt beträgt 1,6 Millionen Euro bei einer Laufzeit von fünf Jahren.

Die Erfahrung und die Einschätzung der Ärzte sind heute meist die Basis, auf der Medikamente verordnet werden. Sehr oft haben die Mediziner recht mit ihren Verschreibungen und sorgen für eine Verbesserung des Gesundheitszustands ihrer Patienten. Es gibt aber immer wieder Fälle, dass Menschen auf einen bestimmten Wirkstoff nicht ansprechen oder mit Unverträglichkeiten darauf reagieren. Gerade bei lebenserhaltenden oder komplizierten Therapien – etwa bei der Bekämpfung von Tumoren oder bei der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson – wünschen sich sowohl die Patienten als auch die Mediziner, dass sofort das passende, wirksame und möglichst nebenwirkungsarme Medikament eingesetzt wird.

Neue Computermodelle

Hier einen Schritt voranzukommen ist das Ziel des ERC-geförderten Projekts von Prof. Dr. Ines Thiele. Zwar gibt es bereits seit etlichen Jahren so genannte physiologiebasierte, pharmakokinetische Modelle, mit denen sich recht genau voraussagen lässt, wie ein Wirkstoff vom Körper aufgenommen, transportiert, umgesetzt und wieder ausgeschieden wird. Diese Modelle betrachten aber immer nur Gruppen von Patienten und nicht den Einzelnen. „Das wollen wir ändern“, sagt Thiele: „Wir werden dazu neue Computermodelle entwickeln, die die Ernährungsgewohnheiten des einzelnen Patienten und die Zusammensetzung seiner bakteriellen Darmflora, des Mikrobioms, berücksichtigen. Denn im Darm finden wichtige Stoffwechselprozesse statt, die über den Erfolg oder Misserfolg einer medikamentösen Behandlung entscheiden.“

Um diesen Einfluss des Mikrobioms zu bestimmen, wird sich Thiele zunächst auf die Wirkung eines Medikaments zur Behandlung von Darmtumoren und eines weiteren Wirkstoffs zu Parkinsontherapie konzentrieren. „Das Krebsmedikament, das wir untersuchen wollen, wird in der Leber aktiviert und auch entgiftet“, sagt Thiele: „Beide Prozesse sorgen dafür, dass der Wirkstoff bei den meisten Menschen in der richtigen Dosis im Darm ankommt, so dass der Tumor vernichtet wird. Manche Patienten haben aber Bakterien im Darm, deren Stoffwechselaktivität den entgifteten Anteil des Medikaments wieder aktiviert. Die überhöhte Wirkstoffdosis sorgt dann für schwere Durchfälle.“

Personalisierte Behandlung

Mit Hilfe neuer Computermodelle, die die Stoffwechselaktivität der Darmbakterien berücksichtigen, will Thiele mit ihrem Team Hinweisstoffe im Blut der Krebspatienten identifizieren, so genannte Biomarker, die bei Bluttests die Unverträglichkeit des Wirkstoffs anzeigen. „Dann könnten gleich Medikamente eingesetzt werden, die der Patient verträgt – und die Durchfälle vermeiden werden.“

Bei dem Projektteil, der sich auf einen Wirkstoff zur Behandlung von Parkinson konzentriert, stehen Ernährungsgewohnheiten der Patienten im Vordergrund: Levodopa heißt die Substanz, die Parkinson-Patienten einnehmen, um das Zittern und andere Symptome der Krankheit zu lindern. „Levodopa ist bestimmten Bausteinen von Proteinen aus der Nahrung sehr ähnlich. Nahrung und Medikament konkurrieren im Darm um die Aufnahme ins Blut und im Gehirn um den Eintritt in das Hirngewebe“, erläutert Thiele. „Wir wollen mit unseren neu zu entwickelnden Modellen herausfinden, wie die Zusammensetzung der konkurrierenden Proteinbestandteile aussieht, die der Patient über seine Nahrung ins Blut bekommt. Wenn wir das wissen, können wir Ernährungsempfehlungen geben, die den Anteil dieser Proteine in der Nahrung reduzieren – und so die Aufnahmefähigkeit des Körpers für Levodopa erhöhen.“

Die Medikamente zur Darmkrebs- und Parkinson-Behandlung sind zwei Wirkstoffe, die Thiele mit ihren neu zu entwickelnden Computermodellen besonders intensiv unter die Lupe nehmen will. „Mit ihnen werden wir grundsätzlich zeigen, dass unser Verfahren der computerbasieren, patientenspezifischen Verträglichkeitsprüfung möglich ist“, so Thiele: „Aber wir werden den Fokus dann ausweiten und Modelle für insgesamt 30 verschiedene Medikamente aufbauen.“

Von links nach rechts: Dr. Eugen Bauer, Dr. Almut Heinken, Dr. Stefania Magnusdottir, Prof. Dr. Ines Thiele, Mr Alberto Noronha

 

Prof. Dr. Rudi Balling, der Direktor des LCSB, freut sich sehr über Thieles Erfolg im hochkompetitiven ERC-Verfahren: „Ines Thieles ERC Starting Grant zeigt zum einen, dass wir mit ihr eine ganz herausragende Wissenschaftlerin am LCSB haben, die extrem große Kompetenz im Bereich der Modellierung biologischer Systeme hat. Zum anderen ist es eine Bestätigung unseres Ansatzes, solche Systeme nicht nur im Labor, sondern auch mit Hilfe von Computermodellen zu analysieren. Mit beiden Ansätzen gemeinsam kommen wir am wirkungsvollsten auf dem Weg voran, Volkskrankheiten wie Krebs oder Neurodegeneration besser zu verstehen und wirkungsvoller zu behandeln.“

Der Generalsekretär des FNR, Marc Schiltz, bewertet Thieles ERC-Grant als einen herausragenden Erfolg sowohl für das LCSB als auch für Luxemburg: „Der ERC-Grant ist eine international sichtbare Anerkennung der Exzellenz und Forschungsqualität, die unser Land erreicht hat, und verleiht der FNR-Strategie zusätzliche Glaubwürdigkeit, mit seinen Programmen FNR PEARL und FNR ATTRACT in Schlüsselfeldern die besten Forscher nach Luxemburg zu holen.“

Ines Thiele ergänzt: „Ich bin sehr dankbar für die ausgezeichnete Unterstützung durch das ATTRACT-Programm des FNR und für förderliche Umgebung am LCSB. Beides ermöglichte es mir, hier ein international wettbewerbsfähiges Forschungsprogramm zu etablieren.“