Verein für Hautkrebsforschung

NZZ am Sonntag - Neuste Technologien, neue Chancen

30-11-2014

Schlüssel zum Menschen

Die Medizin gewinnt dank neuer Technologien immer mehr Kenntnisse über den menschlichen Körper und die Prozesse, die darin ablaufen. Das hilft beim Kampf gegen Krankheiten, ruft aber auch Kritiker auf den Plan 
Von Felicitas Witte
 
Es gab kaum etwas, was in dem 54 Jahre alten Probanden nicht gemessen wurde: Genveränderungen, Eiweiße und Stoffwechselwege, Botenstoffe, Enzyme, Blutzucker und Blutfette.

Der Mann wurde 523 Tage lang beobachtet, mehrmals untersucht, und dann wusste er: Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird er irgendwann an Typ-2-Diabetes erkranken, er wird Fettstoffwechselstörungen bekommen und weißen Hautkrebs. Als er während der Beobachtungszeit einen Virusinfekt bekommt, scheint das seinen Stoffwechsel durcheinanderzubringen, denn Eiweiße und Botenstoffe ändern sich und sein Blutzucker steigt an. Daraufhin stellt er seine Ernährung um und macht Sport, und der Zuckerwert sinkt wieder. Würde Diabetes irgendwann bei ihm ausbrechen, weiß er jetzt, dass zwei bestimmte Medikamente besonders gut bei ihm wirken.

Es war ein Versuch, den ein Forscherteam der Universitäten in Stanford und Yale sowie aus Madrid gestartet hatte: so viele Daten wie möglich von einem Individuum zu sammeln und den Probanden zu beobachten. Was wie Zukunftsmusik klingt, ist fast schon Realität: „Durch neue Techniken hat sich die Medizin in den vergangenen Jahren extrem geändert, und wir stehen vor einem großen Umbruch“, sagt Heyo Klaus Kroemer, Dekan am Uniklinikum Göttingen. „Durch moderne Diagnostik und neue, auf die Bedürfnisse des einzelnen Patienten zugeschnittene Therapien können wir immer wirksamer behandeln, was weniger Nebenwirkungen verursacht und auch noch Geld spart.“

 
2003 gelang es mithilfe der DNA-Sequenzierung das gesamte Genom des Menschen zu bestimmen, also zu zeigen, aus welchen Bausteinen Gene aufgebaut sind. Mit modernen Sequenzierungsgeräten der zweiten Generation ist das etwa in einer Woche geschafft. „Das Genom ist unsere wichtigste Informationsquelle, weil wir dazu die meisten Daten haben“, sagt Reinhard Dummer, Hautkrebs-Experte bei der Europäischen Gesellschaft für medizinische Onkologie. „Damit können wir personalisierte, also maßgeschneiderte Therapien anbieten.“ Das ist zurzeit vor allem bei Krebs der Fall. Finden Ärzte beispielsweise bei einer Frau mit Brustkrebs das Eiweiß HER2 auf der Oberfläche der Krebszellen, kann eine Therapie mit dem Medikament Trastuzumab das Überleben deutlich verlängern. Mit einem Multi-Gentest kann ermittelt werden, wie groß das Risiko ist, dass der Krebs nach der Operation wiederkommt. Ist es groß, erhält die Frau eine Chemotherapie. Ist es klein, braucht sie keine Chemo. Das erspart ihr mögliche Nebenwirkungen – und spart pro Patientin im Schnitt mehr als 3000Euro.

Viele Patienten mit schwarzem Hautkrebs haben eine Veränderung im sogenannten BRAF-Gen, was den Tumor unkontrolliert wachsen lässt. Ein BRAF-Blocker kann die gestörten Signalwege unterbrechen und das Tumorwachstum bremsen. „Bei einigen Patienten wirken die aber nicht, und wir wussten lange Zeit nicht warum“, erzählt Dummer, „erst als wir in anderen Bereichen der Krebszellen suchten, stellten wir fest: Es waren bestimmte Signalwege gestört. Jetzt wissen wir, dass wir ein Gesamtbild über den Menschen und seine Krankheit nur durch Analyse verschiedener Ebenen finden können.“ Die Ebenen könne man sich vorstellen wie verschiedene Karten in einem Weltatlas: Erst mit der Kombination von Karten zu Geografie, Klima, Bevölkerung, Rohstoffen und Bruttoinlandsprodukt bekomme man eine Idee von dem Land. In diesem Fall vom Land der Ome.
 
Das Genom ist eine dieser Ebenen, die zweite ist das Transkriptom. Das ist vereinfacht gesagt der Übersetzer, den die Gene lesen und daraus Eiweiße herstellen. „Genom und Transkriptom können wir erst richtig gut mit den Sequenzierungs-Geräten der zweiten Generation bestimmen“, sagt Dummer. „Diese können innerhalb von 24 Stunden so viele Daten erzeugen wie früher Hunderte der alten Geräte.“ Als weitere Ebene bezeichnet Dummer das Kinom, die Summe von Stoffen mit dem Namen Kinase, die Dutzende von Signalen in den Zellen aussenden. Mit Kinase-Hemmern lässt sich bei einigen Patienten Krebs erfolgreich behandeln.
 
Die nächste Ebene stellt das Proteom dar, also die Menge der Eiweiße in der Zelle. Mithilfe einer ausgefeilten Technik, der Massenspektroskopie, gelang es kürzlich Forschern aus den USA, Indien sowie von der TU in München, eine Karte des Proteoms zu erstellen. „Wir sind aber noch weit entfernt davon zu begreifen, wie wir das Proteom für Diagnose und Therapie von Krankheiten nutzen können“, sagt Dummer. In weiteren Ebenen oder „Karten“ des Körpers erfassen die Forscher die Menge von Bakterien, die auf und in uns leben („Mikrobiom“) und den Stoffwechsel von Zellen, Geweben oder des gesamten Organismus („Metabolom“) – beides auch erst möglich durch Techniken wie genetisches Massensequenzieren oder Massenspektroskopie.
 
„Mit all diesen Millionen von Daten stehen wir aber vor einem Problem“, sagt Holger Moch, Pathologe und einer der Leiter des Zentrums für Personalisierte Medizin in Zürich. „Wir haben keine Ahnung, was die Daten bedeuten und brauchen jemanden, der daraus sinnvolle Informationen gewinnt.“ Das soll die sogenannte Systembiologie leisten: Mithilfe eines „Supercomputers“ und Tausenden von Simulationen wollen Systembiologen ein Gesamtbild aller Vorgänge im Organismus bekommen und die Informationen herausfiltern, die relevant sind. „Schon jetzt können wir Informationen des Einzelpatienten mit weltweiten Daten abgleichen“, sagt Moch.
 
„Um die ganze Om-Geschichte darf man aber nicht zu viel Hype machen“, sagt indes Gerhard Rogler, einer der führenden Gastroenterologen im deutschsprachigen Raum. Es würden massenweise Daten produziert, aber die Informationen blieben oberflächlich. „Wir kennen zum Beispiel 190 Gene, die in die Entwicklung chronisch entzündlicher Darmkrankheiten involviert sind. Aber wie sie zur Entzündung beitragen, wissen wir nicht. Es nützt wenig, irgendwelche -oms zu bestimmen, wenn man nicht verstanden hat, was die im Körper bewirken.“

Forschung entspräche oft nicht den Bedürfnissen der Patienten, kritisiert Peter Sawicki, ehemaliger Chef des Instituts für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen und zurzeit niedergelassener Internist in Duisburg. „In den vergangenen Jahren gab es viele Innovationen, aber kaum Fortschritte, und damit meine ich eine Verbesserung der Behandlungsqualität.“ So wurden immer wieder neue Diabetes-Medikamente auf den Markt gebracht, die könnten aber Diabetes-Folgeschäden nicht besser verhindern als ältere Präparate. „Wir haben noch nicht wirklich die Prozesse verstanden, die in den Zellen bei Diabetes falsch laufen und deshalb konnten auch noch keine gezielter wirkenden Medikamente entwickelt werden“, sagt Sawicki.
 
Auch im Bereich Herz-Kreislauf-Krankheiten hätten Informationen über die „-oms“ der Zellen bisher den Patienten nichts gebracht, sagt Thomas Lüscher, Chef-Kardiologe an der Uniklinik in Zürich. „Dafür konnten wir aber mit anderen Innovationen den Krankheitsverlauf enorm verbessern.“ Lüscher spricht von neuen Schrittmachern, schonenderen Eingriffen an den Herzklappen via Katheter oder verbesserten Aufnahmen des Herzens, sogenannten Hybrid-Techniken. „Damit können wir den Schweregrad einer koronaren Herzkrankheit so detailliert darstellen, dass wir die richtige Therapie besser planen können“, erklärt Lüscher. „Und damit leben die Patienten viel länger.“ Allerdings habe es auch einige Flops gegeben, etwa Medikamente, die Schäden nach einem Herzinfarkt verhindern sollten.
 
In Zukunft könnte es aber ein Medikament geben, das Eingriffe an Herz oder Gefäßen überflüssig macht. Ein Herzinfarkt entsteht meist durch eine Arteriosklerose, die durch eine Entzündung hervorgerufen wird. Lüschers Team hat herausgefunden, dass ein Gen mit dem Namen SIRT1 die Entzündung verhindern kann. In ersten Versuchen schützten Medikamente, die SIRT1 aktivieren, Mäuse vor Arteriosklerose.
 
Ein Bereich, in dem Informationen über das Genom und andere „-ome“ schon angewendet werden, sind allergische Krankheiten. Mit der komponentenbasierten Diagnostik können Ärzte inzwischen herausfinden, gegen welchen Stoff in Pollen, Nahrungsmitteln oder Tierhaaren die Betroffenen allergisch sind. „Damit können wir besser vorhersagen, wie schlimm eine Allergie ist und wie gut jemand auf eine Immuntherapie anspricht“, sagt Nikolaos Papadopoulos, Präsident der Europäischen Gesellschaft für Allergologie und klinische Immunologie. In Zukunft, so hoffen Allergologen, soll die Immuntherapie individueller zugeschnitten werden.
 
Kenntnisse über das Genom und andere „-oms“ können helfen, Krankheiten besser zu behandeln. „Dieses Wissen bringt aber auch viele Fragen mit sich“, sagt Kroemer vom Uniklinikum Göttingen. „Wie gehen Leute mit den Ergebnissen von Gentests um, die sie im Internet haben machen lassen? Wie gehen wir mit den Tausenden von Daten um und wie gewährleisten wir, dass sie nicht in die falschen Hände geraten? Lohnt es sich, Tausende von Euro für ein gezielt wirkendes Medikament auszugeben, wenn der Patient damit nur wenige Monate länger lebt? Mit diesen Fragen müssen wir uns auseinandersetzen, bevor der Fortschritt uns überrollt.“

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