Leuchtende Antikörper sagen Therapieerfolg bei Morbus-Crohn-Patienten voraus

Molekulare Bildgebung mittels Endomikroskopie macht es erstmals möglich

Spezielle Antikörper gegen einen entzündungsfördernden Signalstoff (Anti-TNF-Antikörper) gelten als wirkungsvolle Therapiemöglichkeit bei der chronisch entzündlichen Darmerkrankung Morbus Crohn. Allerdings konnte bisher nicht vorhergesagt werden, wie wirkungsvoll die Antikörper im Einzelfall für den Patienten sind. In der aktuellen Ausgabe des amerikanischen Wissenschaftsmagazins „Nature Medicine“ (*) wird nun über den Erfolg eines internationalen Forscherteams unter Federführung der Medizinischen Klinik 1 – Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie (Direktor: Prof. Dr. Markus F. Neurath) des Universitätsklinikums Erlangen und der FAU berichtet.

Den Wissenschaftlern ist es weltweit erstmals gelungen, die Bindung eines auf die Darmschleimhaut aufgesprühten fluoreszenz-markierten Anti-TNF-Antikörpers während einer Darmspiegelung mit einem konfokalen Laser-Endomikroskop (CLE) darzustellen. Dadurch konnte der Therapieerfolg einer nachfolgend durchgeführten Behandlung mit dem Anti-TNF-Antikörper bei Morbus-Crohn-Patienten mit hoher Sicherheit vorhergesagt werden. Jetzt hoffen die Erlanger Wissenschaftler Prof. Neurath und Prof. Raja Atreya, dass sich auf der Basis ihrer Forschungsergebnisse eine individualisierte Therapie bei Morbus Crohn-Patienten umsetzen lässt.

Der Tumornekrosefaktor (TNF) ist ein multifunktionaler Signalstoff (Zytokin) des Immunsystems, der an lokalen und systemischen Entzündungen beteiligt ist. TNF spielt eine entscheidende Rolle im Entzündungsprozess bei Morbus Crohn, der durch eine zunehmende, zerstörerische chronische Entzündung im Magen-Darm-Trakt charakterisiert ist. Dementsprechend hat sich mittlerweile die Behandlung des Morbus Crohn mit einem Anti-TNF-Antikörper bei einer Vielzahl von Patienten in der klinischen Praxis bewährt.

Bisher fehlte ein zuverlässiger Biomarker, um die individuelle Wirksamkeit auf eine Anti-TNF-Antikörper-Therapie bei Morbus-Crohn-Patienten vorherzusagen. Da Anti-TNF-Antikörper über das membranständige TNF (mTNF) wirken, vermuteten die Forscher, dass die mTNF-Expression in der Darmschleimhaut eine Vorhersagekraft für den therapeutischen Erfolg hat. Diese Vermutung wurde im Rahmen einer ersten Patientenstudie nun überprüft und bestätigt.

Fluoreszenz-markierter Antikörper erstmalig in klinischen Studien eingesetzt

Der Forschungserfolg wurde möglich durch die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit der Medizinischen Klinik 1, der Chirurgischen Klinik, der Anästhesiologischen Klinik, dem Pathologischen Institut und dem Center for Clinical Studies des Universitätsklinikums Erlangen sowie den Instituten für Biochemie, Pharmazie, Medizininformatik, Biometrie und Epidemiologie der FAU. Unterstützt wurden die Erlanger Forscher durch Kollegen aus Frankfurt, Bayreuth und der University of Michigan. Innerhalb des Forschungsprojekts wurden neue Methoden für die endoskopische Bildgebung an molekularen Grenzflächen erprobt. Dabei wurden Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung hinsichtlich des molekularen Wirkmechanismus der Anti-TNF-Antikörper bei Morbus Crohn aufgenommen und für die molekulare Bildgebung verwendet.

Im Rahmen des translationalen Vorgehens wurde der fluoreszenz-markierte Antikörper in der klinischen Studie weltweit erstmalig eingesetzt. Die fluoreszenz-endoskopische Bewertung der einzelnen Zielstrukturen erfolgte dabei im Darm des Patienten durch die konfokale Laser-Endomikroskopie (CLE). Bei diesem endoskopischen Untersuchungsverfahren entsteht ein optischer Querschnitt des Gewebes mit einer Eindringtiefe von 250 μm und einer 1.000-fachen Vergrößerung. Kombiniert mit dem Einsatz des fluoreszenz-markierten Antikörpers konnten Darmzellen, die die spezifischen mTNF-Oberflächenmoleküle tragen, endoskopisch sichtbar gemacht werden. Die molekulare Bildgebung nutzt somit die molekulare Signatur der zellulären Strukturen des erkrankten Gewebes zur Darstellung krankheitsspezifischer Veränderungen. Diese neuartige endoskopische Verfahrenstechnik wurde durch die Emerging Fields Initiative der FAU gefördert.

„Unsere Ergebnisse der klinischen Studie zeigen eindrucksvoll, dass die molekulare Bildgebung mit fluoreszenz-markierten Antikörpern den therapeutischen Erfolg der Anti-TNF-Antikörper-Therapie bei Morbus-Crohn-Patienten vorhersagen lässt“, erläutern Prof. Atreya und Prof. Neurath. Jetzt hoffen die Wissenschaftler, dass sich auf der Basis ihrer Forschungsergebnisse die therapeutischen Möglichkeiten der medikamentösen Behandlung des Morbus Crohn verbessern lassen.

*) Atreya R, Neumann H, Neufert C, Waldner MJ, Billmeier U, Zopf Y, Willma M, App C, Münster T, Kessler H, Maas S, Gebhardt B, Heimke-Brinck R, Reuter E, Dörje F, Rau TT, Uter W, Wang TD, Kiesslich R, Vieth M, Hannappel E, Neurath MF. In vivo imaging using fluorescent antibodies to tumor necrosis factor predicts therapeutic response in Crohn‘s disease. Nat Med. 2014 Feb 23. [Epub ahead of print] PubMed

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Raja Atreya
Tel.: 09131/85-35000
raja.atreya@uk-erlangen.de