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Vom Gendopingnachweis zur Darmkrebs-Diagnostik
Die Sportmedizin der JGU zusammen mit der Universitätsmedizin Mainz ein neues ultra-sensitives Nachweisverfahren für Krebserbsubstanz im Blut entwickelt.
Wir wollten nun ein Verfahren entwickeln, das die Menge und die Art jeder einzelnen Krebsmutation ganz genau erfassen kann und zwar in einem vertretbar geringen Blutvolumen, denn viele Krebspatienten haben ohnehin schon einen Blutmangel.
Tobias Ehlert
In einem Forschungsverbund haben Mainzer Sportmediziner jetzt einen ersten Schritt getan, um Darmkrebs besser erkennen und vor allem auch unterschiedliche Formen von Darmkrebs besser unterscheiden zu können. „Neben Operation sowie Chemo- und Strahlentherapie gewinnt eine Antikörpertherapie bei metastasiertem Dickdarmkrebs zunehmend an Bedeutung. Welche Antikörper hierfür am wirksamsten sind, hängt von den genetischen Veränderungen ab, die die Krebszellen aufweisen. Doch diese kennen wir eigentlich erst so richtig, wenn das Gewebe möglichst präzise entnommen und analysiert wurde“, bemerkt Prof. Dr. Hauke Lang, Leiter der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie, der zusammen mit Prof. Dr. Christian Werner, Leiter der Klinik für Anästhesiologie, und Dr. Perikles Simon, Leiter der Abteilung Sportmedizin, Prävention und Rehabilitation am Institut für Sportwissenschaft der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) dem Forschungsverbund angehört.
Hier setzt die Doktorarbeit von Tobias Ehlert am Molekularbiologischen Labor der Sportmedizin an. Ehlert war damit betraut, einen Bluttest auf Gendoping, der von den Mainzer Sportwissenschaftlern etabliert wurde, in einen Test auf die häufigsten Krebsmutationen bei Darmkrebs zu verwandeln. Zwar gibt es solche Tests auf die sogenannten K-RAS-Punktmutationen schon, doch ihre Nachweisgüte ließ noch zu wünschen übrig. „Die besondere Hürde war, dass sich diese Krebsmutationen nur an jeweils einer einzigen Base von der gesunden DNA unterscheiden. Aber auch bei einem Krebskranken taucht die gesunde DNA mehr als 10.000-fach häufiger im Blut auf als die Krebs-DNA“, erklärt Ehlert. „Wir wollten nun ein Verfahren entwickeln, das die Menge und die Art jeder einzelnen Krebsmutation ganz genau erfassen kann und zwar in einem vertretbar geringen Blutvolumen, denn viele Krebspatienten haben ohnehin schon einen Blutmangel“, ergänzt Ehlert.
Zu diesem Zweck hat er einige bekannte Techniken auf völlig neue Art und Weise miteinander kombiniert. Kein bisher bekanntes Verfahren könne in einer so geringen Blutmenge gleich alle sieben K-RAS-Mutationen so präzise quantifizieren, so die Forscher. Ein sehr wichtiger Schlüssel zum Erfolg war dabei ein statistisch geeignetes Vorgehen. „Die Lösung, die Herr Ehlert gefunden hat, erscheint jetzt, wo wir die finalen Testergebnisse sehen, banal. Allerdings muss man erst einmal draufkommen, wenn man sich am Ende einer langen Testreihe wundert, warum auch beim genausten Vorgehen die Werte immer noch etwas zu stark schwanken“, bemerkt Simon. Mit dem neuen Verfahren gelingt es den Mainzer Wissenschaftlern, technische und stochastisch bedingte Schwankungen und die resultierenden Ungenauigkeiten zu vermeiden, die üblicherweise bei der Vervielfältigung von DNA, der sogenannten Prä-Amplifikation, entstehen. Die neue Diagnostik ist um den Faktor zehn sensitiver als ein ebenfalls neues Verfahren von Wissenschaftlern der renommierten Stanford University und kommt außerdem mit weniger Ausgangsmaterial aus. Die Mainzer Arbeit wird in der Fachzeitschrift Scientific Reports dargestellt.
Neue Messtechnik zunächst bei Sporttherapie im Einsatz
Im Gegensatz zum operativen Vorgehen können wir beim Sport ohne ethische Bedenken unsere Vorgehensweisen verändern und die Auswirkungen auf die Krebserbsubstanz jeweils genau studieren.
Dr. Perikles Simon
Unter Anleitung durch die Klinik für Anästhesiologie konnten Mitarbeiter der Sportmedizin Dickdarmkrebspatienten zu wichtigen Zeitpunkten der Operation verschiedene Blutproben abnehmen. Bei drei Patienten fanden sich in dem entnommenen Tumorgewebe K-RAS-Mutationen. Diese konnten mit dem neuen Verfahren auch im Verlauf gemessen werden. Die Forscher stellten dabei fest, dass zwar mit dem eigentlichen Herausnehmen des Tumorgewebes die gesunde DNA im Blut unmittelbar stark anstieg, allerdings verhielt sich die Krebserbsubstanz im Blut nicht einheitlich. Hauke Lang betont: „Zum jetzigen Zeitpunkt wäre es völlig verfrüht, aus diesen Ergebnissen abzuleiten, welcher dieser Patienten eine bessere oder schlechtere Prognose hat, zumal auch die Wahl des operativen Vorgehens, das im Einzelfall sehr unterschiedlich war, Einfluss auf das Testergebnis gehabt haben könnte.
Die Möglichkeiten, die die neue Messtechnik verspricht, wollen die Forscher jetzt zunächst bei Patienten unter Sporttherapie ausführlich testen. „Im Gegensatz zum operativen Vorgehen können wir beim Sport ohne ethische Bedenken unsere Vorgehensweisen verändern und die Auswirkungen auf die Krebserbsubstanz jeweils genau studieren“, bemerkt Simon.
Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
27.08.2017
