From Knowledge to Action – Unterstützung für das Molekulare Tumorboard

Die Präzisionsmedizin nimmt eine zentrale Rolle in der Behandlung von Tumorpatientinnen und -patienten ein. Durch die molekularbiologische Analyse können in vielen Tumoren sogenannte „Treibermutationen“ erkannt werden, die eine gezielte Therapie mit passenden Medikamenten ermöglichen. In Molekularen Tumorboards (MTBs) werden klinische Informationen und genetische Testergebnisse zusammengeführt, um eine fundierte, interdisziplinäre Therapieentscheidung zu treffen.

Mit dem erfolgreich abgeschlossenen Use Case 3 setzte das MIRACUM-Konsortium darauf, die komplexen Abläufe der Qualitätssicherung, Datenaufbereitung, -analyse und -integration sowie die Generierung entscheidungsrelevanter Informationen zwischen der genetischen Hochdurchsatzanalyse und der Therapieentscheidung durch innovative IT-Lösungen zu optimieren. Zusätzlich sollten Ärztinnen und Ärzte durch eine effiziente Visualisierung der Daten bei der Entscheidungsfindung unterstützt werden.

Ein MTB ist eine fachübergreifende Konferenz, in der die klinisch-pathologischen und molekularen Befunde ausgewählter Krebspatienten besprochen werden. Ein Team aus Expertinnen und Experten der Medizin, Bioinformatik, Medizinischen Informatik und Biologie entscheidet, welche Therapieoptionen auf Basis der verfügbaren Daten die größten Erfolgschancen zur Tumorbekämpfung bieten. Das Hauptziel des Anwendungsfalls liegt darin, Patientinnen und Patienten ohne konventionelle oder vielversprechende Therapieoptionen oder mit seltenen Tumorerkrankungen zu identifizieren und ihnen im Rahmen der Präzisionsmedizin individuelle, potenziell wirksame Behandlungsansätze durch zielgerichtete Therapien anzubieten – sei es im Rahmen von klinischen Studien oder individuellen Heilversuchen.

Melanie Börries Portrait

„Es wäre für die Patienten und Mediziner großartig, unsere MIRACUM-Pipe/cBioPortal-Version live in den Molekularen Tumorboards zu nutzen und das – natürlich – an möglichst vielen Standorten.“

Prof. Dr. Dr. Melanie Börries
Institut für Medizinische Bioinformatik und Systemmedizin, Universitätsklinikum Freiburg, Leiterin des Use Case 3 des MIRACUM-Konsortiums

Wichtige Ergebnisse:

  1. Entwicklung und Einsatz der MIRACUM-Pipeline: Ein bioinformatischer Prozess für die Analyse der individuellen Tumor-DNA-Sequenz, die sogenannte MIRACUM-Pipeline, wurde entwickelt und erfolgreich an allen MIRACUM-Standorten installiert. Sie ermöglicht eine standardisierte und automatisierte Auswertung von Sequenzierungsdaten, von Rohdaten bis zur Annotation tumorspezifischer Mutationen.
  2. Automatisierter und standardisierter Analyseprozess: Die MIRACUM-Pipeline erstellt zuverlässige, reproduzierbare PDF-Berichte, die als Grundlage für Therapieempfehlungen dienen. Diese standardisierte Datenverarbeitung erlaubt eine einheitliche Qualität der Analysen und Vergleichbarkeit an allen beteiligten Standorten.
  3. Integration in cBioPortal: Die Pipeline generiert eine maschinenlesbare Datei, die in die Plattform cBioPortal importiert werden kann. Dort werden die klinischen und molekularen Daten des Patienten übersichtlich visualisiert, annotiert und mit anderen Fällen verglichen. Dies unterstützt das interdisziplinäre Team im MTB bei der Bewertung und Interpretation der Daten.
  4. Nutzerorientierte Entwicklung zur Erweiterung der Funktionalitäten: Es wurden umfassende Stakeholder-Analysen durchgeführt, um die spezifischen Anforderungen aller Standorte zu erfassen. Diese Erkenntnisse wurden genutzt, um cBioPortal gezielt für die Nutzung in MTBs weiterzuentwickeln. Durch einen iterativen Entwicklungsprozess konnte die Plattform erweitert werden und die Entscheidungsfindung bei der Therapieempfehlung zu optimieren. 

Publikationen:

Renner C, Reimer N, Christoph J, Busch H, Metzger P, Boerries M, Ustjanzew A, Boehm D, Unberath P. Extending cBioPortal for Therapy Recommendation Documentation in Molecular Tumor Boards: Development and Usability Study. JMIR Med Inform. 2023 Dec 11;11:e50017. DOI: 10.2196/50017. PMID: 38079196; PMCID: PMC10750236.

Unberath P, Mahlmeister L, Reimer N, Busch H, Boerries M, Christoph J. Searching of Clinical Trials Made Easier in cBioPortal Using Patients‘ Genetic and Clinical Profiles. Appl Clin Inform 2022. 13:363-369. DOI: 10.1055/s-0042-1743560.

Ustjanzew A, Desuki A, Ritzel C, Dolezilek AC, Wagner DC, Christoph J, Unberath P, Kindler T, Faber J, Marini F, Panholzer T, Paret C. cbpManager: a web application to streamline the integration of clinical and genomic data in cBioPortal to support the Molecular Tumor Board. BMC Med Inform Dec Mak 2021, 21:358. DOI: 110.1186/s12911-021-01719-z.

Reimer N, Unberath P, Busch H, Börries M, Metzger P, Ustjanzew A, Renner C, Prokosch HU, Christoph J. Challenges and Experiences Extending the cBioPortal for Cancer Genomics to a Molecular Tumor Board Platform. Stud Health Technol Inform. 2021; 287:139-143. DOI: 10.3233/SHTI210833.

Reimer N, Unberath P, Busch H, Ingenerf J. FhirSpark – Implementing a Mediation Layer to Bring FHIR to the cBioPortal for Cancer Genomics. Stud Health Technol Inform. 2021; 281: 303-307. DOI: 10.3233/SHTI210169. PMID: 34042754.

Pugliese P, Knell C, Christoph J. Exchange of Clinical and Omics Data According to FAIR Principles: A Review of Open Source Solutions. Methods Inf Med. 2020;59:e13-e20. DOI:10.1055/s-0040-1712968. PMID: 32620018.

Gruendner J, Wolf N, Tögel L, Haller F, Prokosch HU, Christoph J. Integrating Genomics and Clinical Data for Statistical Analysis by Using GEnome MINIng (GEMINI) and Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR): System Design and Implementation. JMIR 2020; 22:e19879. DOI: 10.2196/19879.

Jaravine V, Balmford J, Metzger P, Boerries M, Binder H, Boeker M. Annotation of Human Exome Gene Variants with Consensus Pathogenicity. Genes 2020; 11 (9), 1076. DOI: 10.3390/genes11091076.

Fuchs M, Kreutzer FP, Kapsner L.A, Mitzka S, Just A, Perbellini F, Terracciano CM, Xiao K, Geffers R, Bogdan C, Prokosch, HU, Fiedler J, Thum T, Kunz M. Integrative Bioinformatic Analyses of Global Transcriptome Data Decipher Novel Molecular Insights into Cardiac Anti-Fibrotic Therapies. Int J Mol Sci 2020; 21, 4727. DOI: 10.3390/ijms21134727.

Walther D, Paret C, Ritzel C, Büchner P, Unberath P, Maier W, Metzger P, Christoph J, Storf H, Boerries M, Wagner S. Definition of an annotation pipeline for a molecular tumor board focused on the processing of the result and oncological drugs in terms of usability and approval status. DOI: 10.3205/19gmds179.

Hinderer M, Boerries M, Boeker M, Neumaier M, Loubal FP, Acker T, Brunner M, Prokosch HU, Christoph J. Implementing Pharmacogenomic Clinical Decision Support into German Hospitals.
Stud Health Technol Inform. 2018;247:870-874. DOI: 10.3233/978-1-61499-852-5-870. PMID: 29678085.

Hinderer M, Boeker M, Wagner SA, Binder H, Ückert F, Newe S, Hülsemann JL, Neumaier M, Schade-Brittinger C, Acker T, Prokosch HU, Sedlmayr B. The experience of physicians in pharmacogenomic clinical decision support within eight German University Hospitals. Pharmacogenomics. 2017;18(8):773-785. DOI: 10.2217/pgs-2017-0027. PMID: 28593816.

Hinderer M, Boeker M, Wagner SA, Lablans M, Newe S, Hülsemann JL, Neumaier M, Binder H, Renz H, Acker T, Prokosch HU, Sedlmayr M. Integrating clinical decision support systems for pharmacogenomic testing into clinical routine – a scoping review of designs of user-system interactions in recent system development. BMC Med Inform Decis Mak. 2017;17:81. DOI: 10.1186/s12911-017-0480-y. PMID: 28587608.

Hinderer M, Boerries M, Haller F, Wagner S, Sollfrank S, Acker T, Prokosch HU, Christoph J. Supporting Molecular Tumor Boards in Molecular-guided Decision-making – the Current Status of Five German University Hospitals. Stud Health Technol Inform. 2017;236:48-54. DOI: 10.3233/978-1-61499-759-7-48. PMID: 28508778.

Weitere Informationen:

Broschüre des MIRACUM-Konsortiums