Wie Mathematik Leukämiepatienten nützt

Mathematische Modelle sagen voraus, dass bei einer Chronischen Myeloischen Leukämie deutlich weniger Medikamente ausreichen würden – bei gleichbleibender Wirkung. Wie das sein kann.

Frau nimmt Pille ein © iStock
(Dresden – 08.02.2019) Patienten mit einer Chronischen Myeloischen Leukämie (CML) können heute in den meisten Fällen erfolgreich behandelt werden. Allerdings müssen die meisten von ihnen ein Leben lang Medikamente einnehmen. Diese können Nebenwirkungen verursachen und sind zudem mit hohen Kosten verbunden. Mathematiker der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden, der staatlichen Universität Itajubá in Brasilien und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Dresden sagen nun auf Basis eines mathematischen Modells vorher, dass sich die Medikamentendosis bei der überwiegenden Zahl der Patienten deutlich reduzieren lässt – bei gleicher langfristiger Wirksamkeit. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden im Fachmagazin „Haematologica“ veröffentlicht.

Diese Modellvorhersagen sollen der Ausgangspunkt sein, um den Einsatz reduzierter Medikamentengaben in klinischen Studien zu überprüfen. Dies könnte für viele Betroffene zu einer verbesserten Lebensqualität führen und gleichzeitig die Therapiekosten senken.

Chronischen Myeloischen Leukämie: lebenslang Medikamente

Personen, die an einer Chronischen Myeloischen Leukämie (CML) erkrankt sind – einer bösartigen Erkrankung des Knochenmarks, bei der zu viele weiße Blutkörperchen gebildet werden –, müssen nach heutigem Standard lebenslang Medikamente, sogenannte Tyrosinkinaseinhibitoren, einnehmen. Dadurch können Nebenwirkungen auftreten, die die Patienten stark beeinträchtigen. Diese können das Herz-Kreislaufsystem, die Lunge oder den Magen-Darm-Trakt betreffen. Bei Kindern und Jugendlichen sind zudem Wachstumsverzögerungen möglich. Außerdem verursachen die Medikamentengaben für das Gesundheitssystem hohe Kosten.

50 Prozent weniger Medikamente bei gleicher Wirkung

Bislang wurde in Studien lediglich untersucht, ob die Medikamente bei Patienten mit besonders günstigem Krankheitsverlauf nach einigen Jahren komplett abgesetzt werden können. „Wir konnten mithilfe unseres mathematischen Modells nun vorhersagen, dass die Medikamentendosis bei einer sehr großen Patientengruppe – im Fall der analysierten Studiendaten bei 80 bis 90 Prozent – um die Hälfte reduziert werden könnte, ohne die Wirkung des Medikaments zu beeinträchtigen“, sagt Dr. Ingmar Glauche vom Institut für Medizinische Biometrie und Statistik der Technischen Universität Dresden. „Das mithilfe realer Patientendaten entwickelte mathematische Modell ist für uns von großer Relevanz. Es bildet den Ausgangspunkt, um künftig in klinischen Studien eine Verringerung der Medikamentengabe zu überprüfen“, sagt Prof. Martin Bornhäuser, Geschäftsführender Direktor des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Dresden und Direktor der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden.

Von aktiven und inaktiven Tumorzellen

Bei der Behandlung der Chronischen Myeloischen Leukämie spielt es nach heutigem Kenntnisstand eine entscheidende Rolle, ob sich die im Körper vorhandenen Krebsstammzellen teilen und dadurch schnell vermehren oder ob sie sich in einem Ruhezustand – ohne aktive Zellteilung – befinden. Es ist bekannt, dass sich nur die teilungsaktiven Tumorzellen zielgerichtet und effektiv mit Tyrosinkinaseinhibitoren bekämpfen lassen. „Bildlich gesprochen haben wir zwei Töpfe mit unterschiedlichen Krebszellen – aktive und ruhende. Schon nach einer relativ kurzen Therapiedauer von etwa einem Jahr ist der Topf mit den aktiven Zellen weitgehend leergeräumt. Unser Modell lässt den Schluss zu, dass dann auch eine viel geringere Medikamentendosis ausreichend ist, um die Zellen, die nach und nach aus dem ruhenden Topf in den aktiven Topf wechseln, zu attackieren und die Krankheit so langfristig unter Kontrolle zu halten. Die Hälfte der bisher verwendeten Standarddosis dürfte hierbei bei der Mehrzahl der Patienten ausreichend sein", sagt Prof. Ingo Röder, Direktor des Instituts für Medizinische Biometrie und Statistik der Technischen Universität Dresden. In das Modell flossen Daten zum individuellen Therapieverlauf der Patienten aus mehreren klinischen Studien ein.

Weniger Medikamente – vor allem für Kinder ein Segen

Die Modellvorhersagen prognostizieren, dass der Anteil an Tumorzellen nach Drosselung der Medikamentendosis zunächst geringfügig ansteigt. Allerdings handelt es sich hierbei, laut Modell, nur um einen vorübergehenden Effekt. Schon nach einigen Monaten reduziert die geringere Dosis den Anteil an Tumorzellen in gleichem Maße wie die ursprüngliche Dosis. „Eine verringerte Medikamentendosis wäre gerade für Kinder mit CML ein deutlicher Fortschritt. Denn die Medikamente beeinträchtigen das Knochenwachstum bei Kindern vor der Pubertät besonders stark. Eine Reduktion der Medikamentengabe würde diesen Effekt minimieren", sagt Prof. Meinolf Suttorp, Senior-Professor für pädiatrische Hämato-Onkologie an der Technischen Universität Dresden.

Systemmedizin für personalisierte Medizin

Das Modell verdeutlicht das Potential der Systemmedizin, die darauf abzielt, analytische oder rechnergestützte Methoden für das Verständnis komplexer biologischer Systeme zu nutzen, um die personalisierte Medizin zu fördern. Diese Arbeit wurde unter anderem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderinitiative e:Med Systemmedizin gefördert.
Autoren und Quellen Aktualisiert: 08.02.2019
  • Autor/in: vitanet.de; Kristina Wagenlehner
  • Quellen: Pressemitteilung vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden vom 18.12.2018: Neue Wege in der Medizin: Wie Mathematik Leukämiepatienten nützt
  • A. Fassoni, C. Baldow, I. Roeder, I. Glauche: Reduced tyrosine kinase inhibitor dose is predicted to be as effective as standard dose in chronic myeloid leukemia: a simulation study based on phase III trial data, Haematologica November 2018 103: 1825-1834; doi:10.3324/haematol.2018.194522