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Krebstherapie und Krebsdiagnostik

Patienten, die an Krebs erkranken, haben heute längere und bessere Überlebensaussichten als noch vor wenigen Jahren. Noch immer lassen sich aber manche - besonders stark metastasierende - Krebsarten nur sehr schwer behandeln. Therapien, die an Immunzellen oder Krebsstammzellen ansetzen, könnten in Zukunft helfen. Früherkennungsdiagnostik ist für eine erfolgreiche Behandlung von größter Bedeutung. Eine personalisierte Krebstherapie ist auf eine zuverlässige molekulare Diagnostik – Biomarker-Tests und Genomanalysen – angewiesen.

Die Strahlenkanone der Gantry im Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum, das größte Medizingerät zur Krebstherapie weltweit. © HIT

Aus der kürzlich veröffentlichten größten europäischen Studie zum Überleben nach Krebs, EUROCARE-5, geht hervor, dass Patienten in Deutschland ihre Krebsdiagnose heute im Durchschnitt wesentlich länger überleben als noch vor wenigen Jahren. Besonders deutlich sind die Verbesserungen bei Enddarmkrebs und Non-Hodgkin-Lymphomen, aber auch bei Leukämien im Kindesalter; sie beruhen vor allem auf Fortschritten in der Chemo- und Radiotherapie, die heute besser auf die Besonderheiten des jeweiligen Tumors abgestimmt sind als früher. Die hohe Präzision kombinierter bildgebender Verfahren und neuartiger Bestrahlungsgeräte erlaubt eine aussichtsreiche Behandlung von Krebsformen, bei denen die ärztliche Kunst in der Vergangenheit meist versagt hatte.

Verbesserungen in der Überlebensrate, wie sie für die meisten Krebsarten beobachtet werden, spiegeln die Fortschritte im Gesundheitssystem wider, vor allem in der Krebsdiagnostik. Von ihr hängt ab, ob der Krebs so rechtzeitig erkannt wird, dass eine Therapie noch erfolgreich sein kann. Das große Problem sind Tumoren, die unbemerkt tief in den Organen wachsen und Metastasen bilden, die schwer zu entdecken und zu behandeln sind. Ein Brennpunkt onkologischer Forschung liegt daher auf der Suche und Entwicklung verlässlicher Biomarker, um die Frühdiagnostik dieser Tumoren und ihrer Metastasen zu verbessern.

Gatekeeper-Diagnostika und maßgeschneiderte Therapien

Immunhistochemischer Nachweis von EGF-Rezeptoren Her2/neu in Brustkrebszellen. © Pathologie Vechta

Seit man die enorme genetische Heterogenität, selbst innerhalb desselben Typs von Tumoren, erkannt hat, richten sich große Hoffnungen auf die individualisierte oder personalisierte - das heißt für einzelne Personen (realistischer: Personengruppen) maßgeschneiderte - Therapie. Bei einer Anzahl der modernen, gegen definierte Target-Moleküle gerichteten Biopharmazeutika stellte sich heraus, dass ihre Wirkung von ganz bestimmten genetischen Eigenschaften der Tumorzellen abhängig ist.

Daher muss die Diagnostik stimmen, bevor maßgeschneiderte Therapeutika für die individualisierte Medizin eingesetzt werden können. Neue Diagnostika und Nachweismethoden (vor allem molekulare Biomarker, Gen- und Genomanalysen) dienen als sogenannte Gatekeeper (Türöffner) für die Einführung von Biopharmazeutika, die nur in bestimmten Patientenpopulationen angewendet werden dürfen. So darf Herceptin (Trastuzumab), ein künstlich hergestellter Antikörper, dessen therapeutische Wirkung darauf beruht, dass er den Her2/neu-Rezeptor blockiert, nur dann an Brustkrebspatientinnen verabreicht werden, wenn nachgewiesen wurde, dass die Tumorzellen der Patientinnen diesen Rezeptor auch verstärkt aufweisen (überexprimieren). Dies ist bei ca. einem Fünftel der Patientinnen der Fall. Ein anderes Beispiel ist Tamoxifen, von dem nur solche Patientinnen profitieren, deren Brustkrebs einen Östrogenrezeptor aufweist.
Bei Darmkrebs wird empfohlen, routinemäßig das K-ras-Onkogen zu analysieren, denn Krebszellen, bei denen dieses Gen mutiert ist, sprechen nicht auf EGF-Hemmstoffe an. Eine Behandlung von chronischer myelogener Leukämie mit Glivec (Imatinib) ist dann angezeigt, wenn bei den Patienten eine bestimmte Chromosomentranslokation (BCR-ABL) nachweisbar ist.

Neue Diagnostika für eine frühere Krebsdiagnose

So ist die noch vor wenigen Jahren - auch von prominenter Seite wie dem Medizinnobelpreisträger Harold Varmus 2010 – geäußerte Kritik inzwischen verstummt, dass die Genomik und verwandte Disziplinen wenig zum Fortschritt in der Medizin beigetragen hätten. Schon jetzt ist die molekulare Diagnostik des Tumorerbgutes in manchen Fällen imstande, Aussagen darüber zu treffen, welche Therapie die größten Erfolgsaussichten hat. Das Deutsche Krebsforschungszentrum in Heidelberg und andere große Krebsinstitute auf der Welt haben deshalb damit begonnen, bei ausgewählten Krebsarten routinemäßig Gesamt-Genomanalysen durchzuführen. Es ist damit zu rechnen, dass die Zahl der zur Verfügung stehenden „maßgeschneiderten“ Krebsmedikamente in Zukunft wesentlich zunehmen wird, und dann könnten auch Informationen über Teile des Erbguts von Bedeutung werden, die gegenwärtig nicht als therapierelevant angesehen werden.

Auch andere molekulare Tumormarker gewinnen für die Krebsdiagnose immer mehr an Bedeutung. Dazu gehören auch Analysen von Chromosomenschäden bei Leukämien oder von epigenetischen Veränderungen wie beispielsweise bei Darmkrebs. Ein besonders heißes Eisen ist die Entwicklung von Bluttests („Liquid Biopsy Tests“), mit denen Tumorgene oder tumorspezifische Mikro-RNA-Muster nachgewiesen werden können. Noch befinden sie sich im Experimentierstadium, aber die Forscher hoffen, dass bald schon in Blutproben eine molekulare Früherkennung von Tumoren möglich sein wird, die heute in den meisten Fällen noch zu spät für eine Heilung diagnostiziert werden. Dazu gehören Lungen-, Bauchspeicheldrüsen- und Leberkrebs, die bei den Betroffenen in der Regel erst in einem fortgeschrittenen Stadium Beschwerden verursachen, und so sterben derzeit noch 85 bis 90 Prozent der Erkrankten innerhalb von fünf Jahren nach der Krebsdiagnose.

Bei Prostata- und Brustkrebs ebenso wie bei Melanomen und Hodgkin-Lymphomen und den relativ seltenen Hoden- und Schilddrüsentumoren liegt die Fünfjahres-Überlebensrate dagegen inzwischen bei über 80 Prozent. Teilweise liegt das an den besseren Chancen der Früherkennung, teilweise an den Fortschritten in der chirurgischen und radiologischen Therapie und an verbesserter Medikamentenbehandlung.

Immuntherapie und Krebsstammzellen

Plasmazellen beim Multiplen Myelom, einer Krebserkrankung des Knochenmarks © Universitätsklinikum Heidelberg

Die Bösartigkeit eines Krebses beruht zum guten Teil auf seinen Schutzmechanismen vor dem Angriff durch körpereigene Immunzellen (T-Lymphozyten, NK-Zellen), die im Prinzip die Fähigkeit besitzen, die Tumorzellen aufzuspüren und zu zerstören. Viele Forschergruppen arbeiten daher an Therapieansätzen, um das Immunsystem gegen den Krebs zu aktivieren. Auch hier muss die genetische und physiologische Konstitution der Patienten berücksichtigt werden. In Verbindung mit einer entsprechenden Diagnostik stellt die personalisierte Immuntherapie von Krebs ein vielversprechendes Konzept für die zukünftige Behandlung und Heilung von Krebskrankheiten dar. Große Beachtung fanden 2013 Berichte, nach denen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) T-Lymphozyten mit den für das Erkennen von Krebszellen notwendigen Rezeptoren auf ihrer Oberfläche entwickelt worden waren. Noch ist unklar, ob derartige Laborergebnisse zu einer erfolgreichen Krebsbehandlung beim Menschen eingesetzt werden können.

Erste praktische Erfolge gibt es dagegen bei den auf Krebsstammzellen zielenden Therapieansätzen. Derartige, gegen herkömmliche Chemotherapeutika resistente, Krebsstammzellen wurden inzwischen für viele Krebsarten nachgewiesen; sie sind für das Nachwachsen eines Tumors oft Jahre nach der erfolgreichen Entfernung und für die Metastasierung verantwortlich. Sie lassen sich anhand spezifischer Biomarker nachweisen, darunter dem Wachstumsfaktor-Rezeptor MET, der unter anderem die Tumor-Angiogenese (Bildung von Blutkapillaren) fördert und gegen den bereits Medikamente in der klinischen Erprobung sind.

Glossar

  • Antikörper sind körpereigene Proteine (Immunglobuline), die im Verlauf einer Immunantwort von den B-Lymphozyten gebildet werden. Sie erkennen in den Körper eingedrungene Fremdstoffe (z. B. Bakterien) und helfen im Rahmen einer umfassenden Immunantwort, diese zu bekämpfen.
  • Chromosomen sind die unter dem Mikroskop sichtbaren Träger der Erbanlagen. Die Anzahl der im Zellkern vorhandenen Chromosomen ist artspezifisch. Beim Menschen sind es zweimal 23. Mit Ausnahme der Geschlechtschromosomen liegen Chromosomen in Körperzellen sowie in befruchteten Eizellen paarweise als sog. homologe Chromosomen vor. In den Keimzellen ist nach Abschluss der Reifungsteilungen nur ein einfacher Chromosomensatz vorhanden.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Das Genom ist die gesamte Erbsubstanz eines Organismus. Jede Zelle eines Organismus verfügt in Ihrem Zellkern über die komplette Erbinformation.
  • Lymphozyten sind eine Klasse der weißen Blutkörperchen, die in B- und T-Lymphozyten unterteilt werden und bei der Immunantwort des Körpers unterschiedliche Funktionen übernehmen (z. B. produzieren B-Lymphozyten Antikörper).
  • Metastasen sind Zellen, die sich vom Primärtumor abgelöst haben und weiterwachsen. Diese Tochtergeschwulst kann weit entfernt vom Primärtumor und in völlig anderem Gewebe entstehen.
  • Mit dem Begriff Mutation wird jede Veränderung des Erbguts bezeichnet (z. B. Austausch einer Base; Umstellung einzelner DNA-Abschnitte, Einfügung zusätzlicher Basen, Verlust von Basen oder ganzen DNA-Abschnitten). Mutationen kommen ständig in der Natur vor (z. B. ausgelöst durch UV-Strahlen, natürliche Radioaktivität) und sind die Grundlage der Evolution.
  • Rezeptoren sind Moleküle, die u. a. auf Zelloberflächen anzutreffen sind und die in der Lage sind, ein genau definiertes Molekül – ihren Liganden – zu binden. Das Zusammentreffen von Ligand und Rezeptor kann eine Abfolge von Reaktionen innerhalb der Zelle auslösen.
  • Die Ribonukleinsäure (Abk. RNS oder RNA) ist eine in der Regel einzelsträngige Nukleinsäure, die der DNA sehr ähnlich ist. Sie besteht ebenfalls aus einem Zuckerphosphat-Rückgrat sowie einer Abfolge von vier Basen. Allerdings handelt es sich beim Zuckermolekül um Ribose und anstelle von Thymin enthält die RNA die Base Uracil. Die RNA hat vielfältige Formen und Funktionen; sie dient z. B. als Informationsvorlage bei der Proteinbiosynthese und bildet das Genom von RNA-Viren.
  • Angiogenese bezeichnet das Wachstum von kleinen Blutgefäßen (Kapillaren) aus einem vorgebildeten Kapillarsystem. Es ist ein Prozess, durch den neue Blutgefäße zur Versorgung von Zellen, Organen und Gewebe gebildet werden (auch von Tumoren).
  • Biopharmaka sind Arzneimittel, die mit Hilfe von biologischen Systemen hergestellt werden.
  • Zellen, die fähig sind sich zu jedem anderen Zelltyp des Körpers zu differenzieren, werden als pluripotent bezeichnet. Anders als totipotente Zellen können sie aber keinen neuen Organismus bilden.
  • Stammzellen sind Zellen, die die Fähigkeit zur unbegrenzten Zellteilung besitzen und die sich zu verschiedenen Zelltypen ausdifferenzieren können. Stammzellen können aus Embryonen, fötalem Gewebe und aus dem Gewebe Erwachsener gewonnen werden. In Deutschland ist die Gewinnung embryonaler Stammzellen verboten.
  • Onkologie ist die Wissenschaft, die sich mit Krebs befasst. Im engeren Sinne ist Onkologie der Zweig der Medizin, der sich der Prävention, Diagnostik, Therapie und Nachsorge von malignen Erkrankungen widmet.
  • Chemotherapie ist eine Behandlung von Krankheiten, insbesondere Krebs, unter Einsatz von Chemotherapeutika (Medikamente zur Wachstumshemmung von (Krebs)-Zellen).
  • Ein Tumor ist eine Gewebsschwellung durch abnormales Zellwachstum, die gutartig oder bösartig sein kann. Gutartige (benigne) Tumore sind örtlich begrenzt, während Zellen bösartiger (maligner) Tumore abgesiedelt werden können und in andere Gewebe eindringen können, wo sie Tochtergeschwulste (Metastasen) verursachen.
  • Eine Immuntherapie ist eine Behandlungsform von Krankheiten, bei der das Immunsystem einbezogen und ausgenutzt wird. Immuntherapeutische Verfahren werden unter anderem für die Behandlung von Allergien, Krebs, Infektions- und Autoimmunkrankheiten eingesetzt.
  • Ein Lymphom ist eine Gewebe-Neubildung in lymphatischen Geweben (Milz, Lymphknoten). Entzündliche, gutartige Vergrößerungen der Lymphknoten bei Infektionskrankheiten sind Ausdruck ihrer Abwehrtätigkeit. Maligne Lymphome sind bösartige Tumore des Lymphsystems und entstehen durch eine ungebremste monoklonale Vermehrung von Lymphozyten (weiße Blutkörperchen). Maligne Lymphome werden in Hodgkin-Lymphome und Non-Hodgkin-Lymphome unterteilt.
  • Radiologie ist ein Teilgebiet der Medizin, das sich mit der Anwendung von Strahlen (z.B. Röntgenstrahlen, Gammastrahlung, Elektronen) zu diagnostischen, therapeutischen und wissenschaftlichen Zwecken befasst.
  • Eine Biopsie ist eine Entnahme und Untersuchung von Gewebe aus dem lebenden Organismus. Sie wird oft eingesetzt, um zu klären, ob ein Tumor gutartig oder bösartig ist.
  • Biomarker sind messbare Produkte von Organismen (z.B. Proteine, Stoffwechselprodukte oder Hormone), die als Indikatoren beispielsweise für Umweltbelastungen oder Krankheiten herangezogen werden.
  • Die Expression ist die Biosynthese eines Genprodukts (= Umsetzung der genetischen Information in Proteine). Sie erfolgt in der Regel als Transkription von DNA zu mRNA und anschließender Translation von mRNA zu Protein.
  • Leukämie ist eine bösartige Erkrankung (Krebs) des blutbildenden Systems. Durch die vermehrte Bildung entarteter weißer Blutkörperchen und ihrer Vorstufen wird die Blutbildung im Knochenmark gestört. Andere Blutbestandteile werden verdrängt und es kommt dadurch zu Anämie (Blutarmut), Infektionen und Blutungen, die letztlich zum Tod führen, wenn die Leukämie nicht behandelt wird.
  • Die Prostata oder Vorsteherdrüse ist eine männliche Geschlechtsdrüse, die ein Sekret produziert, das bei der Ejakulation in die Harnröhre abgegeben wird und sich dort mit dem Samen vermischt.
  • Das Immunsystem ist das körpereigene Abwehrsystem von Lebewesen, das Gefahren durch Krankheitserreger abwenden soll. Es schützt vor körperfremden Substanzen und vernichtet anormale (entartete) Körperzellen. Dies wird durch ein komplexes Zusammenspiel mehrerer Organe, Zelltypen und chemischer Moleküle vermittelt.
  • Ein Melanom ist eine Entartung der Pigmentzellen der Haut (Melanozyten). Die bösartige Form, das sogenannte maligne Melanom, wird auch schwarzer Hautkrebs genannt und ist ein Tumor, der tendenziell schon früh Tochtergeschwulste (Metastasen) bildet und daher als äußerst gefährlich gilt.
  • T-Lymphozyten oder kurz T-Zellen sind wichtige Zellen der Immunabwehr (weiße Blutkörperchen), die Fremdstoffe (Antigene) erkennen, wenn sie an die Oberfläche anderer Zellen gebunden sind. T-Lymphozyten sind zusammen mit B-Lymphozyten an der erworbenen (adaptiven) Immunantwort beteiligt, d.h. sie reagieren spezifisch auf einen Erreger.
  • Blutkapillaren sind feine Blutgefäße in der Peripherie des Körpers, in denen der Stoffaustausch mit dem umgebenden Gewebe stattfindet.
  • In der Strahlentherapie (oder auch: Radiotherapie) werden verschiedene Formen der Strahlung, insbesondere hochenergetische, ionisierende Strahlung (z.B. Röntgen-, Beta- und Gammastrahlen) zur Behandlung von Krankheiten, speziell bösartiger Tumore, eingesetzt.
  • Der Epidermale Wachstumsfaktor (Abk. EGF für Epidermal Growth Factor) ist ein Protein, das als Signalmolekül bei der Einleitung der Zellteilung auftritt. Das EGF-Protein bindet dabei an Rezeptoren auf der Zelloberfläche, die als Epidermal Growth Factor Receptors (EGFRs) bezeichnet werden. Das Zusammenspiel von EGF mit seinen Vorläuferproteinen und Rezeptoren gehört zu den bestuntersuchten Signaltransduktionswegen im Bereich der Krebsforschung.
  • Physiologie ist die Lehre von den biochemischen und physikalischen Vorgängen in Zellen, Geweben und Organen der Lebewesen.
  • Wachstumsfaktoren sind Proteine, die die Vermehrung und die Differenzierung von spezifischen Zelltypen und Geweben eines Organismus anregen.
  • Heterogenität bedeutet Ungleicheit bzw. Verschiedenheit in der Struktur.
  • Die Epigenetik beschäftigt sich mit den vererbbare Veränderungen in der Genexpression, die nicht auf Abweichungen in der Sequenz der DNA zurückzuführen sind.
  • Als Target (engl.:Ziel) werden Biomoleküle bezeichnet, an die Wirkstoffe binden können. Targets können Rezeptoren, Enzyme oder Ionenkanäle sein. Die Interaktion zwischen Wirkstoff und Target löst eine Wirkstoff-Target-spezifische Reaktion aus. Die Identifikation eines Targets ist für die biomedizinische und pharmazeutische Forschung von großer Bedeutung. Erkenntnisse über spezifische Wechselwirkungen helfen grundlegende molekularbiologische Vorgänge zu verstehen und neue Angriffpunkte für Arzneimittel zu identifizieren.
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/dossier/krebstherapie-und-krebsdiagnostik/