BBMRI.at-Partner – JKU Biobank Linz – beteiligt sich an der internationalen multizentrischen prospektiven Kohortenstudie „CATALINA“ zum Thema COPD

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine Erkrankung, die durch eine anhaltende Behinderung des Luftstroms durch die Lunge gekennzeichnet ist. BBMRI.at Partner JKU Biobank Linz unterstützt die CATALINA-Studie – eine internationale multizentrische prospektive Kohortenstudie an hospitalisierten COPD-Patienten. Es wird eine umfassende Probenkohorte mit longitudinalen klinischen Daten aufgebaut.

Die CATALINA-Studie

 

Die CATALINA-Studie ist eine laufende, internationale multizentrische prospektive Kohortenstudie mit Patienten, die wegen einer akuten Verschlimmerung ihrer COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankung) ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Ziel ist es, standardisierte, longitudinale klinische Daten und biologische Proben in 20 Zentren in Europa und darüber hinaus zu sammeln.

 

Die Johannes Kepler Universität (JKU) mit dem Kepler Universitätsklinikum dient als Studienzentrum.

 

Die CATALINA-Studie ist das erste Biobanking-Programm, das in der neuen JKU Biobank Linz durchgeführt wird und zur umfassenden Sammlung biologischer Proben für CATALINA beiträgt.

 

 

COPD

 

COPD ist eine chronische Entzündung der Atemwege, die in der Regel durch langfristige Exposition gegenüber reizenden Gasen oder Feinstaub (oft Tabakrauch) verursacht wird. Sie ist durch Atemnot und Auswurfbildung gekennzeichnet. Im Verlauf der Erkrankung kommt es zu akuten Verschlechterungen (z. B. Exazerbationen), meist aufgrund einer Infektion der Atemwege, die mit einer plötzlichen Verschlechterung der Symptome der Patient*innen einhergeht. In sehr schweren Fällen ist ein Krankenhausaufenthalt erforderlich, damit die richtige Behandlung durchgeführt werden kann.

 

Mehrere Studien in europäischen Krankenhäusern haben jedoch enorme Unterschiede in der stationären Behandlung akuter COPD-Exazerbationen und erheblich variierende Ergebnisse aufgezeigt. Die Hauptgründe dafür sind (1) unzureichende Kenntnisse über die Komplexität dieser schwerwiegenden Ereignisse und (2) Unterschiede in den verfügbaren Ressourcen in europäischen Zentren und Ländern.

 

Von zentraler Bedeutung für die verbesserte Behandlung von COPD-Exazerbationen ist die Standardisierung der Diagnose, der verfügbaren Diagnostik und der Behandlungszuweisung mit dem strengen Ziel, die Wiederaufnahmen nach Exazerbationen zu reduzieren. Dazu ist jedoch der Zugang zu großen Patientenkohorten erforderlich, was nicht allein auf einzelstaatlicher Ebene erreicht werden kann.

 

 

CATALINA-Studie – eine prospektive, europäische multizentrische Kohortenstudie

 

Die CATALINA-Studie generiert dazu erste internationalen Daten und baut eine Biobank Kohorte zur Phänotypisierung schwerer COPD-Exazerbationen auf. Es ist eine prospektive, europäische multizentrische Kohortenstudie (ClinicalTrials.gov ID NCT05008081; Sponsor: Universitätsklinikum Leuven, Belgien). Die Studie wurde vom CICERO CRC initiiert und dient der Erhebung standardisierter, longitudinaler klinischer Daten und biologischer Proben in 20 paneuropäischen Zentren (CICERO CRC steht für Cooperation In COPD ExaceRbatiOns Clinical Research Collaboration).

 

Als erstes Ziel wurden 1.000 Patient*innen bis zum Ende des ersten Lebenszyklus von CICERO (3 Jahre) mit vollständigen 1-Jahres-Follow-up-Daten im Folgejahr festgelegt. Die folgende Abbildung zeigt die Anzahl der teilnehmenden Länder, Studienzentren und Studienteilnehmer*innen der CATALINA-Studie (per August 2025).

Abbildung: Studienfortschrittsanzeige zum 1. August 2025 (CICERO-Website; englisch)

Ziele der CATALINA-Studie sind:

 

Erstellung hochwertiger longitudinaler klinischer Daten (einschließlich biologischer Proben) zu einer europaweiten Population von COPD-Patienten aller
Altersgruppen und Schweregrade, die aufgrund einer Exazerbation stationär behandelt wurden;

  1. Festlegung von Standardverfahren für die Probenentnahme, -verarbeitung und das lokale Biobanking;
  2. Bestimmung von Phänotypen von Exazerbationen, Identifizierung von Biomarkern und behandelbaren Merkmalen sowie Untersuchung ihres Zusammenhangs mit bekannten Exazerbationsphänotypen;
  3. Besseres Verständnis des natürlichen Verlaufs und der Prognose von COPD bei Patient*innen mit schweren Exazerbationen mit dem Ziel, Prognoseinstrumente zur Unterstützung der medizinischen Entscheidungsfindung zu entwickeln und zu validieren;
  4. Aufbau einer Datenbank mit phänotypisierten COPD-Patienten in Bezug auf die Art der Exazerbation für zukünftige Studienkohorten;
  5. Generierung eines explorativen Datensatzes für die Konzeption zukünftiger Interventionsstudien für bestimmte Patientengruppen;

 

 

Logistik der menschlichen Proben und zugehörigen Daten

 

Patientenproben, darunter Sputum, Blut, Urin und Nasenabstriche, werden zu festgelegten Zeitpunkten entnommen und verarbeitet. Alle klinischen Daten und biologischen Proben, die während der Teilnahme an der Studie gewonnen werden, werden pseudonymisiert, bevor sie in einer elektronischen Datenbank oder in der lokalen Biobank gespeichert werden. Die Proben und Daten werden für einen Zeitraum von bis zu vier Jahren in den lokalen Studienzentren der multizentrischen Studie aufbewahrt, d. h. im Falle des Studienzentrums Kepler-Universitätsklinik in der JKU Biobank Linz. Nach Abschluss der Studie werden die pseudonymisierten biologischen Proben von der lokalen JKU-Biobank Linz an eine vom Sponsor ausgewählte zentrale Biobank (entweder in Leuven, Belgien, oder in London oder Oxford im Vereinigten Königreich) überführt.

 

Die Mitarbeiter*innen der JKU-Biobank Linz führen eine angemessene Quellendokumentation für alle gesammelten Bioproben und die damit verbundenen Daten durch. Der oder die lokale Prüfer*in und das dafür zuständige Personal stellen die korrekte und vollständige Eingabe aller Studiendaten (einschließlich der Biobankdaten) in das eCRF (elektronisches Fallberichtformular) sicher, das vom CICERO-Datenmanager aus der Ferne überwacht wird.

 

Die Übertragung der Proben unterliegt einer Materialübertragungsvereinbarung. Alle Aufzeichnungen oder Datensätze von Studienteilnehmer*innen, die an den Sponsor oder Partner des Sponsors übertragen werden, enthalten ausschließlich die studienspezifische Erkennung von Teilnehmer*innen; Namen von Teilnehmer*innen oder andere Informationen, die Rückschlüsse auf die Identität der Teilnehmer*innen zulassen, werden nicht übertragen.

 

 

Beispielzeitplan

 

Die Teilnahme an dieser klinischen Studie wird voraussichtlich 12 Monate pro Patient*in dauern. Die Verarbeitung der Biobankproben ist an den unten aufgeführten Zeitplan für die Studienbesuche gekoppelt. Bei einigen Besuchen (z. B. Besuch 1) müssen mehrere Probentypen (Sputum + Blutfraktionen + Nasenabstriche + Urin) verarbeitet werden, bei anderen sind weniger Probentypen erforderlich (z. B. nur Blut).

 

  • Während des Krankenhausaufenthalts aufgrund der akuten Exazerbation sind 3 Studienbesuche vorgesehen:
    • Besuch 1: innerhalb von 48 Stunden nach der Krankenhausaufnahme, Aufnahme in die Studie (Tag 1)
    • Besuch 2: 72 Stunden nach der Aufnahme in die Studie (Tag 3)
    • Besuch 3: am Tag der Entlassung aus dem Krankenhaus (nur bei einem Krankenhausaufenthalt von ≥ 6 Tagen)

 

  • Während der ambulanten Behandlung sind 3 Studienbesuche vorgesehen:
    • Besuch 4: 3 Monate nach Einschluss in die Studie (Tag 90)
    • Besuch 5: 6 Monate nach Einschluss in die Studie (Tag 180)
    • Besuch 6: 12 Monate nach Einschluss in die Studie (Tag 365)

 

  • Bei der ersten Wiederaufnahme ins Krankenhaus aus respiratorischen Gründen während der Studienteilnahme des Patienten wird derselbe Testplan wie während des Krankenhausaufenthalts zum Zeitpunkt des Indexereignisses angewendet:
    • außerplanmäßiger Besuch 1: innerhalb von 48 Stunden nach der ersten Wiederaufnahme ins Krankenhaus
    • außerplanmäßiger Besuch 2: innerhalb von 72 Stunden nach der ersten Wiederaufnahme ins Krankenhaus
    • außerplanmäßiger Besuch 3: am Tag der Entlassung aus dem Krankenhaus (nur bei einem Krankenhausaufenthalt von ≥ 6 Tagen)

 

 

Präanalytischer Arbeitsablauf für Biobankproben

 

Die Probenverarbeitung erfolgt gemäß eines harmonisierten Studienprotokolls, das für alle teilnehmenden Studienzentren gilt.

 

Bei der JKU Biobank Linz sind alle beteiligten Personen hinsichtlich des korrekten präanalytischen Arbeitsablaufs für die Verarbeitung der verschiedenen Probentypen gut geschult, wobei alle unterschiedlichen Probentypen nahezu gleichzeitig eintreffen. Es wurde eine enge Koordination zwischen dem klinischen Studienteam und dem Biobankteam implementiert. Unter den verschiedenen Arten von verarbeitetem Probenmaterial (Sputum, Blut, Urin, Nasenabstrich) weisen Sputumproben eine heterogene Konsistenz auf (z. B. hinsichtlich der Anzahl der Sputumproben, und der Viskosität). Die Komplexität dieses Probentypen und die damit verbundene Anzahl der Verarbeitungsschritte müssen bei der Bearbeitungszeit berücksichtigt werden.

 

Der zentrale Arbeitsablauf der Probenverarbeitung wird durch eine standardisierte und schnelle Probentransportlinie zum Biobank-Labor unterstützt. Die verarbeiteten Proben werden im Verarbeitungslabor mit einer geeigneten Gefriertechnik schnell eingefroren. Die gesammelten Proben werden zur Langzeitlagerung in -80 °C Gefrierschränken gelagert. Bei Bedarf (z. B. bei Sputumzellen) erfolgt die Langzeitlagerung in Kryotanks in der Gasphase von flüssigem Stickstoff.