Knowledge Connector

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Wir wissen heute, dass sich die biologischen Eigenschaften nicht nur zwischen Krebserkrankungen unterscheiden, sondern auch erheblich zwischen einzelnen Patienten. Diese Erkenntnis kann nun in einen Mehrwert für den Patienten verwandelt werden. Die personalisierte Onkologie verfolgt dieses Ziel: Jedem Krebspatienten soll anhand einer umfassenden molekularen, zellulären und funktionellen Analyse seines Tumors eine individualisierte Behandlung angeboten werden. Dafür wurde 2013 das MASTER (Molecular Aided Stratification for Tumor Eradication Research) Programm ins Leben gerufen, das den Wert einer umfassenden Charakterisierung individueller Tumore bei jungen Erwachsenen mit fortgeschrittener Krebserkrankung sowie Patienten mit seltenen Tumoren untersucht. Dabei werden Ganzgenom- und RNA-Sequenzierung sowie Analysen der DNA-Methylierung berücksichtigt. Die erfassten Daten werden innerhalb eines molekularen Tumorboards bewertet und eine auf den Patienten zugeschnittene Therapieoption identifiziert. Beim Tumorboard handelt es sich um eine Expertenrunde aus mehreren Fachrichtungen, die alle vorliegende Daten wie Krankheitsverlauf, Röntgenbilder sowie Untersuchungsergebnisse eines Patienten für eine individuelle Therapieempfehlung berücksichtigt. Durch die Beteiligung von Medizinern aus unterschiedlichen Fachrichtungen wird eine hohe Qualität der nachfolgenden Behandlung gewährleistet.

„Dieser Prozess ist mit einem hohen Zeitaufwand verbunden und steht daher unglücklicherweise noch nicht allen Krebspatienten zur Verfügung“ erzählt Alexander Knurr. Er und seine Kollegen entwickeln ein Analysetool, dass diese Problematik aufgreift. Katrin Glocker, Mitarbeiterin in Knurr’s Team erklärt weiter: „Wir wollen die Ärzte dabei unterstützen indem der gesamte Prozess automatisiert wird, von der Vorbereitung, über die Durchführung des molekularen Tumorboards bis hin zur Erstellung des Tumorboard-Berichts. Mit unserem Tool sollen möglichst vielen Patienten Zugang zur „Precision Oncology“ erhalten“. Bei diesem Tool handelt es sich um den sogenannten Knowledge Connector.

„Der Knowledge Connector verknüpft unterschiedliche externe Datenbanken miteinander und wertet die gesammelten Informationen im Hinblick auf die individuellen Charakteristika, also den molekularen Befund aber auch Arztbriefe, eines Patienten aus“ erklärt Katrin Glocker, die sich in dem Projekt der wissenschaftlichen Komponente, der Nutzung von Weltwissen im klinisch-biologischen Kontext, widmet. Dazu gehören Genvarianten, Medikamente, klinische Studien sowie Publikationen. Aus diesen Informationen erstellt das Tool anschließend ein Ranking an Varianten deren zielgerichtete Behandlung einen Therapieerfolg vermuten lässt.

Das Team um Alexander Knurr hat kürzlich die konzeptionelle Phase beendet und startet nun gemeinsam mit Ärzten einen Testlauf. „Wir haben den entschiedenen Vorteil, unsere Arbeit nach jedem Entwicklungsschritt in der Praxis testen zu können. Durch die enge Kooperation mit dem Heidelberger Universitätsklinikum, dem NCT Heidelberg sowie NCT Dresden stehen uns Spitzenzentren zur Verfügung, die unsere Werkzeuge im Routinebetrieb evaluieren und uns das notwendige klinische Feedback geben“ berichtet Alexander Knurr.

Neben den Standardtherapien wird es den Krebspatienten so ermöglicht, an individuellen Behandlungsmethoden teilzunehmen wie z.B. frühen Medikamentenstudien. „Denn das ist genau das Ziel der translationalen Forschung: aus Grundlagenforschung entstehende Studien, sowie Wirkstoffe aus dem Labor herauszuführen, um einen Mehrwert für die Patienten zu schaffen“, betont Alexander Knurr. 

Der Ursprung bzw. die Idee zum Knowledge Connector entstand schon von ein paar Jahren. „In größeren medizinischen Institutionen oder Forschungszentren werden klinische bzw. wissenschaftliche Daten aus vielfältigen Gründen in unterschiedlichen EDV Systemen dokumentiert, die in der Regel nicht darauf optimiert sind, eben diese Daten bei Bedarf auszutauschen oder integriert zu analysieren“ erzählt Prof. Frank Ückert, der die Abteilung leitet. Die diversen medizinischen Daten, die tagtäglich anfallen, sind für Ärzte und Forscher ein wertvolles Gut, das allerdings ohne entsprechende Werkzeuge nur schwer zugänglich ist. Die Mitarbeiter der Abteilung sind diese Problematik in Kooperation mit einem namenhaften Unternehmen der Region angegangen. Es wurde ein Data-Warehouse etabliert, das die klinischen und wissenschaftlichen Daten der onkologischen Patienten des Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) und Forschungsdaten des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) enthält. „Das IT-System, welches wir „Electronic Science Record“ (ESR) nennen, integriert Daten aus unterschiedlichen Quellen zum selben Patient“ erklärt Alexander Knurr. Der Knowledge Connector macht sich diese Vorarbeit zu nutzen. „Die im ESR gesammelten Informationen kombinieren wir mit Informationen aus Veröffentlichungen und aus vielfältigen Drittdatenbanken“ berichtet Katrin Glocker. Die gemeinsame Verwendung dieser Informationen ist ein entscheidender Schritt in Richtung der personalisierten Onkologie.

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