Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Personalisierte Medizin für präzise Diagnosen

18.02.2011
Die Identifikation von Biomarkern ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur personalisierten Krebstherapie. Wissenschaftler der ETH Zürich, Pathologen des Universitätsspitals Zürich und Onkologen des Kantonsspitals St.Gallen haben ein neues Verfahren entwickelt, das bestimmte Muster von Biomarkern nachweist und Krebserkrankungen verlässlicher diagnostiziert als bisher.

Mit einem kleinen Piks in den Finger kann man vielleicht schon bald verschiedenste Arten von Krebs zuverlässig diagnostizieren und charakterisieren. Verfahren, die Tumor-Antigene im Blut nachweisen, liefern heute oft falsche Resultate.

Die Patienten müssen sich deshalb teuren und manchmal schmerzhaften Biopsien unterziehen. Einem interdisziplinären Forschungsteam um Wilhelm Krek, Professor für Zellbiologie an der ETH Zürich, ist es gemeinsam mit Pathologen des Universitätsspitals Zürich und Onkologen des Kantonsspitals St.Gallen gelungen, eine hochpräzise Diagnosemethode für Prostatakrebs zu entwickeln. Das Verfahren, das auf der Identifikation von Biomarkern basiert, könnte bald auch der Frühdiagnose anderer Krebsarten dienen, wie die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins PNAS berichten.

Vier Proteine in 20'000 Modellen

Ausgangspunkt der Forschungsarbeit war das Gen „Pten“, das in 60 Prozent aller Prostatakrebs-Patienten inaktiv ist und zu unkontrolliertem Zellwachstum führt. In einem ersten Schritt deaktivierten die Wissenschaftler dieses „Pten“-Gen in der Prostata von gesunden Mäusen. Anschliessend identifizierten sie Hunderte von Prostata-Oberflächenproteinen von unbehandelten Mäusen, aber auch von solchen, die aufgrund des inaktiven Gens Prostatakrebs entwickelt hatten. Aus dem Vergleich der beiden Proteinsätze ermittelten die Forscher ein Proteinmuster, das typisch ist für die mutierte Version von „Pten“ und somit für den Prostatakrebs.

In einem zweiten Schritt untersuchten die Forschenden, ob die Erkenntnisse aus dem Mausmodell auch auf menschliche Patienten anwendbar sind. Dazu untersuchten sie Gewebe- und Serumproben von 39 Prostatakrebs-Patienten und einer Kontrollgruppe. Anhand des Mausmodells hatten die Wissenschaftler eine Liste mit spezifischen Proteinen erstellt. Aus dieser identifizierten sie nun jene 39 Proteine im Menschen, die auf Prostatakrebs hinweisen. Informatiker der ETH Zürich berechneten über 20‘000 Modelle und fanden jene vier Proteine, mit denen die zuverlässigste Diagnose gestellt werden kann.

ETH-Spin-off entwickelt Diagnose-Kit

Die Verlässlichkeit des Biomarker-Musters haben die Wissenschaftler schliesslich an einer neuen Patientengruppe getestet. «Wir konnten mit hoher Wahrscheinlichkeit bestimmen, ob eine Person an Prostatakrebs erkrankt war und die Testergebnisse reproduzieren», erklärt Wilhelm Krek. Er ist deshalb davon überzeugt, dass das Verfahren in einigen Jahren in der Praxis eingesetzt werden kann. Die Weiterentwicklung der vielversprechenden Methode hat bereits der ETH-Spin-off Proteomedix AG übernommen, der zurzeit ein Diagnose-Kit vorbereitet.

Proteinmuster als zuverlässiger Biomarker

Der Biomarker-Strategie liegt das Konzept zugrunde, dass eine Mutation – wie beispielsweise die Deaktivierung eines Gens – die Entstehung von Krebs auslöst und das Proteinmuster des betroffenen Organs verändert. Ungefähr 20 Prozent der Oberflächenproteine von bestimmten Geweben wie zum Beispiel der Prostata werden abgespalten und können im Serum nachgewiesen werden. Die Bestimmung der Proteinmuster ist deshalb sehr erfolgsversprechend.

Wissenschaftler versuchen schon seit Jahren mit verschiedenen Hightech-Methoden, Biomarker zu identifizieren – bislang jedoch ohne Erfolg. «Die Analysen waren bisher nicht sehr zielgerichtet und die ermittelten Proteinmuster widerspiegelten womöglich die Essgewohnheiten von Patienten, eigneten sich aber nicht dazu eine Krebserkrankung zu erkennen», erklärt Wilhelm Krek. Dass dies nun gelungen ist, führt Krek auf den interdisziplinären Ansatz des Forschungsprojekts zurück. «In der Wissenschaft erreicht man ein Ziel oft erst dann, wenn Forscher aus unterschiedlichsten Gebieten zusammenarbeiten – in diesem Fall waren es Zellbiologen, Proteomikexperten, Pathologen, klinische Onkologen und Informatiker.»

Original: Cima I., Schiess R., Wild P., Kaelin M., Schüffler P., Lange V., Picotti P., Ossola R., Templeton A., Schubert O., Fuchs T., Leippold T., Wyler S., Zehetner J., Jochum W., Buhmann J., Cerny T., Moch H., Gillessen S., Aebersold R., Krek W. Cancer genetics-guided discovery of serum biomarker signatures for diagnosis and prognosis of prostate cancer. Published online before Print. PNAS, February 7, 2011. doi: 10.1073/pnas.1013699108

Claudia Naegeli | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verteidigung um fast jeden Preis
14.12.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

nachricht Mitochondrien von Krebszellen im Visier
14.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten