PDF Download - Laborwelt
PDF Download - Laborwelt
PDF Download - Laborwelt
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Krebszellanalyse Krebsmarker<br />
Validierung neuer Protein-<br />
Biomarker im Kampf<br />
gegen Prostatakrebs<br />
Dr. Kathrin Endt, Dr. Ralph Schiess, ProteoMediX AG, Schlieren, Schweiz<br />
Prostatakrebs zählt zu den am häufigsten diagnostizierten Krebsarten bei Männern und<br />
ist bei diesen nach Lungen- und Darmkrebs die dritthäufigste Todesursache. Im Jahr 2008<br />
wurde weltweit bei circa 900.000 Männern Prostatakrebs diagnostiziert, und 258.000 erlagen<br />
dieser Erkrankung. Dabei waren rund 30% der Betroffenen älter als 50 Jahre. Für eine<br />
erfolgreiche Behandlung von Prostatakrebs sollte die Erkrankung in einem möglichst frühen<br />
Stadium detektiert werden. Daher bemühen sich Forscher mit großer Anstrengung, bereits<br />
existierende Diagnosemöglichkeiten qualitativ zu verbessern und neue prognostische oder<br />
diagnostische Biomarker zu entdecken sowie zu validieren.<br />
Heute gängige Untersuchungsmethoden zum<br />
Nachweis des Prostatakarzinoms beinhalten die<br />
Bestimmung des PSA-Wertes im Patientenblut<br />
und eine Tastuntersuchung der Prostata. Der<br />
PSA-Wert bezieht sich dabei auf das sogenannte<br />
prostataspezifische Antigen – ein Protein, welches<br />
bei Prostatakrebs, aber auch bei Entzündungen<br />
oder einer Vergrößerung der Prostata<br />
vermehrt im Blut gemessen werden kann. Liefern<br />
sowohl die Tastuntersuchung als auch ein<br />
erhöhter PSA-Wert Hinweise für einen Verdacht<br />
auf Prostatakrebs, wird oft ein invasiver Eingriff<br />
– eine Biopsie –durchgeführt. Allerdings birgt<br />
der PSA-Test den großen Nachteil einer sehr<br />
hohen Rate an falsch-positiven Prostatakrebs-<br />
Diagnosen (bis zu 75%), was häufig eine unnötige<br />
Biopsie mit Nebenwirkungen wie Blutungen<br />
und Inkontinenz zur Folge hat. Bis heute wurde<br />
zudem kein optimaler PSA-Schwellenwert<br />
definiert. Eine Senkung dieses Wertes birgt die<br />
Gefahr, dass insignifikanter Krebs behandelt<br />
wird, welcher im natürlichen Lebensverlauf nur<br />
mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit lebensbedrohlich<br />
würde. Überbehandlung ist somit<br />
eines der größten Risiken bei der Prostatakrebs-<br />
Diagnose 1, 2 . Aus diesem Grund ist die Suche und<br />
Validierung von weiteren Markern, welche die<br />
Spezifität der Prostatakrebs-Diagnose verbessern<br />
und eine Aussage über die Aggressivität<br />
ermöglichen, unabdingbar. Mit Hilfe der quantitativen<br />
Massenspektrometrie konnten wir nun<br />
neue, sehr spezifische Biomarker im Serum von<br />
Prostatakrebspatienten ermitteln.<br />
Quantitative Massenspektrometrie<br />
als Biomarker-Screening-Strategie<br />
Molekulare und genetische Biomarker spielen<br />
eine entscheidende Rolle in der klinischen<br />
Onkologie. Sie erlauben Prognosen darüber,<br />
ob eine Person Krebs entwickeln wird, oder<br />
geben Hinweise auf das jeweils vorliegende<br />
Krebsstadium. Zudem helfen diagnostische<br />
Biomarker dem Mediziner bei der Entscheidung<br />
über Behandlungsoptionen und bei der<br />
Identifizierung von Subpopulationen, die auf<br />
eine bestimmte Therapie ansprechen 3, 4 . Eine<br />
der größten Herausforderungen ist dabei das<br />
Auffinden von Biomarkern im Blut oder anderen<br />
Körperflüssigkeiten mittels nicht-invasiver<br />
Detektionsmethoden, um eine patientenspezifische<br />
medizinische Vorsorge und Behandlung<br />
für Krebserkrankungen anbieten zu können.<br />
Um neue prognostische und diagnostische<br />
Proteinbiomarker im Serum von Krebspatienten<br />
zu identifizieren, nutzen Wissenschaftler das<br />
mittlerweile enorme Wissen über genetische<br />
Veränderungen (Mutationen), die oft Veränderungen<br />
in Signalwegen zur Folge haben, welche<br />
die Entstehung von Krebs begünstigen.<br />
Mittels Proteomanalysen, die auf quantitativer<br />
Massenspektrometrie basieren, konnte<br />
kürzlich gezeigt werden, dass Prostatakrebsspezifische<br />
Mutationen zu einem gesteigerten<br />
Vorkommen von Proteinbiomarken im Serum<br />
führen 5 . Eine Inaktivierung des PTEN (Phosphatase<br />
und Tensin-Homolog)-Gens führt dabei zu<br />
einem veränderten Phosphatidylinositol-3-Kinase-<br />
(PI3K)-Signalweg 6 , welcher eine veränderte<br />
Produktion von Oberflächenproteinen und<br />
sekretorischen Proteinen des Prostatagewebes<br />
nach sich zieht 7 . Mit Hilfe eines Mausmodells,<br />
das durch den Verlust des Tumorsuppressor-<br />
Gens PTEN im Prostataepithelium charakterisiert<br />
ist, konnten unter Anwendung massenspektrometrischer<br />
Screening-Strategien 8<br />
Proteine mit unterschiedlichen Expressionsmustern<br />
in gesundem und krankem Gewebe<br />
von Mäusen identifiziert werden 6 . Diese in der<br />
Maus identifizierten potentiellen Biomarkerkandidaten<br />
wurden anschließend im Serum von<br />
77 Patienten mit lokalem Prostatakrebs sowie<br />
einer Kontrollgruppe (66 Personen mit einer<br />
gutartigen Prostatavergrößerung) gemessen.<br />
Eine Untersuchung des Prostatagewebes von<br />
Prostatakrebspatienten ergab, dass PTEN-<br />
Defekte in mehr als 70% aller Fälle eine Rolle<br />
spielen. Somit konnte auch die Relevanz des<br />
Mausmodells bestätigt werden.<br />
Neue prognostische und<br />
diagnostische Biomarker<br />
Abb. 1: Sechs charakteristische Kennzeichen für Krebs 10 . Die vier Serumbiomarker HYOU1,<br />
ASPN, CTSD und OLFM4 decken vier Bereiche der sechs Hauptmerkmale verschiedener<br />
Tumorstadien ab (abgeänderte Zeichnung von Hanahan et al., 2011).<br />
Der Datensatz an gemessenen Proteinen<br />
im menschlichen Blut konnte nun genutzt<br />
werden, um geeignete Biomarkerkandidaten<br />
zu selektieren und somit Vorhersagemodelle<br />
aufzubauen, welche beispielsweise eine Unterscheidung<br />
zwischen einem normalen oder<br />
anomalen PTEN-Status erlauben. Mit Hilfe<br />
von histologischen Gewebeuntersuchungen<br />
konnten die biologischen Eigenschaften des<br />
Tumors und seine Bösartigkeit genauer bestimmt<br />
werden. Dadurch konnte bei einem<br />
14 | 13. Jahrgang | Nr. 1/2012 LABORWELT