Kräfte der Evolution - Ernst & Young

Prof. Dr. Dr. Harald Mischak, CSO
mosaiques diagnostics & therapeutics AG, Hannover
Angewandte Proteomanalyse in der klinischen Diagnostik
Schon Hippokrates als Begründer der wissenschaftlichen Medizin erstellte die These,
dass aus den Körpersäften des Menschen die „Temperamente“ resultierten, das gesundheitliche
Befinden. Daraus ergab sich für ihn, dass man jeden Menschen individuell je
nach Zusammensetzung der Körpersäfte behandeln solle. Ausgehend davon ergibt sich
die Schlussfolgerung, dass Krankheiten immer durch Veränderungen der Körperflüssigkeiten
bzw. der darin enthaltenen Botenstoffe, der Proteine und Peptide (kurz:
Polypeptide), darstellbar sind. Polypeptide sind die Kommunikatoren des Körpers und
beinhalten sämtliche Informationen über pathologische Veränderungen. Das
umfassende Wissen um diese Moleküle ermöglicht eine
vollständig individuelle Diagnose, auf deren Grundlage
erst Vorbeugung und Heilung möglich ist.
Seit Hippokrates hat sich die Wissenschaft enorm
spezialisiert. Vor dem Hintergrund vermeintlich Gewinn
bringender, wirksamer singulärer Arzneimittel wurde
die wesentlich komplexere Frage nach einer umfassenden
Diagnostik vernachlässigt. Umfassende oder gezielte,
neue Therapieentwicklungen werden jedoch erst
durch spezifische Diagnostik ermöglicht.
Individuelles DiaPat eines gesunden Erwachsenen (oben)
und eines Patienten mit Nierenerkrankung (unten)
In einem interdisziplinären Ansatz von Physik, Mathematik, Informatik, Maschinenbau,
Biologie, Biochemie und Medizin, fokussiert auf die Polypeptiderkennung, konnte die
„Proteom Diagnostik“ durch Mosaiques entwickelt werden. Es existiert nun ein Tool zur
umfassenden Diagnose des Gesundheitszustands des Menschen aus Körperflüssigkeiten.
Mit dieser Technologie, der Kapillarelektrophoprese gekoppelten Massenspektrometrie,
gelingt es, weit über 1000 aussagefähige Polypeptide aus z. B. Blut oder
Urin in einem Messvorgang innerhalb von ca. 45 Minuten zu analysieren. Dieser Ansatz
erlaubt die Abbildung aller relevanten natürlichen Polypeptide. Bewusst wurde auf
vermittelnde Schritte verzichtet, die unausweichlich zu einem Informationsverlust
führen. Damit steht nun zum ersten Mal die Möglichkeit zur Verfügung, Informationen aus
dem Körper effizient und reproduzierbar zu lesen und zu entschlüsseln, mithin die von
Hippokrates geschaffene These anzuwenden.
Die Messung von verschiedenen Körperflüssigkeiten tausender Patienten ermöglichte
die Erstellung von repräsentativen Proteinkarten (Diagnostisches Pattern = DiaPat) von
gesunden Menschen im Vergleich zu Patienten mit unterschiedlichen Krankheiten. Diese
Datenfülle ist Grundlage für die Definition von eindeutigen Biomarkern für
verschiedenste Krankheiten mit sehr hoher Präzision. Dies lässt sich für Diagnose,
Evaluierung von Therapien und Entwicklung von neuen Arzneimitteln nutzen. Die Anwendung
dieser „enabling technology“, die bereits Einzug in den klinischen Bereich hält,
erlaubt heute schon die (Früh-)Diagnose von Nierenerkrankungen und von Tumoren, aber
auch die Früherkennung von Komplikationen bei lebensrettenden Therapien, wie z. B.
Abstoßung oder GvHD nach Organ- bzw. Stammzelltransplantation.
Der Vorteil der Proteomanalyse als Diagnostikmethode liegt unter anderem darin,
invasive Eingriffe und die damit verbundenen, großen Risiken zu vermeiden. Es ist bereits
jetzt abzusehen, dass diese Form der Diagnose in weiterer Folge auch zu einer neuen
Definition von Krankheiten führen wird. Viele Diagnosen und nachfolgende Therapien
werden auch heute noch auf Grund von morphologischen Veränderungen und
empirischen Beobachtungen erstellt. Mit der exakten Definition der Krankheiten auf
Grund der molekularen Veränderungen können nun die Ursachen der Erkrankungen
erkannt und auch in nächster Konsequenz gezielt behandelt werden.
Große Vorteile bringt die Technologie auch bei der Evaluierung von Therapeutika, wie sie
bereits für Sartane und antivirale Substanzen durchgeführt wurde. Während beim
konventionellen Ansatz neue Therapien schlecht oder erst nach vielen Jahren erreichbare
Zielparameter (z. B. Überleben der Patienten oder
von Organen) aufweisen, kann dies mit Hilfe der
Verbindung von Therapie und Proteomdiagnostik
(„Theranostics“) stark verkürzt werden. Statt der
üblichen Zielparameter werden Surrogatparameter
eingesetzt, in diesem Fall die Proteom-Diagnostik. Diese
Vorgehensweise wird von der FDA seit kurzem massiv
unterstützt, vor allem weil die Surrogatparameter
innerhalb von Wochen Veränderungen und somit Erfolg
oder Misserfolg von Therapieansätzen zeigen, und das
an einer wesentlich kleineren Anzahl von Probanden.
Damit ist für die Pharmaunternehmen, welche über eine
solche Technologie verfügen, eine raschere und kostengünstigere Entwicklung von
neuen Arzneimitteln und auch neuen Anwendungsgebieten möglich.
Die bereits vorliegenden Daten und die Vielzahl von Veröffentlichungen in hochrangigen
Fachzeitschriften zeigen, dass Proteom-Diagnostik und die umfassende Möglichkeit,
Tausende von Parametern zeitnah abzubilden, ein nicht mehr ersetzbares Hilfsmittel in
der Medizin und in der Arzneimittelentwicklung ist bzw. wird. Dies gilt insbesondere auch
für den immer wichtigeren Bereich der Vorsorgemedizin, da die Proteine erste
pathologische Veränderungen anzeigen, noch bevor es zum eigentlichen klinischen
Erscheinungsbild einer Krankheit und/oder zu Organschädigungen kommt. Diese
Technologie eröffnet die Möglichkeit, insbesondere chronische Krankheiten in vielen
Fällen gezielt zu verhindern oder deren Auftreten zumindest stark zu verlangsamen.
Die Analyse der Proteine und die darauf aufbauende Proteom-Diagnosik ist als großer
Wachstumsmarkt erkannt worden, der mangels geeigneter Technologien nicht bedient
werden konnte. Die von Mosaiques erfolgreich eingeführte Technologie hat diese
Limitation beseitigt und wird nun den breiten Einzug der Proteom-Diagnostik in die
Medizin und Arzneimittelentwicklung ermöglichen.
www.mosaiques.de
www.diapat.com
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