Dr. Jo Bury, Managing Direct VIB (VIB: Flämisches Institut für Biotechnologie), Gent, Belgien

Es gibt eine Vielzahl molekularer Mechanismen, die zur gleichen Krebsart führen können, wie dies beispielsweise bei Brustkrebs der Fall ist, die sich aber in der Art unterscheiden, wie sie Krebs verursachen. Und nur wenn wir die molekularen Mechanismen verstehen, die zu dieser Krebserkrankung führen, sind wir in der Lage, einen Angriffspunkt zu finden und die Krankheit zu behandeln, eine Diagnose oder einen diagnostischen Test zu entwickeln, um den wirklichen Grund dahinter zu kennen und eine Behandlung bereitzustellen.

Wissenschaftler beginnen eben erst, Krebserkrankungen zu verstehen

Es muss noch viel mehr unternommen werden, um Krebskrankheiten vollständig zu verstehen. Am VIB arbeiten wir mit rund 50 Teams, die sich mit Krebs befassen und dabei verschiedene Mechanismen untersuchen. Wir wissen zum Beispiel, dass ein fehlerhaftes p53-Protein zu Krebs führt. Bei rund der Hälfte aller Krebserkrankungen wurde eine Mutation im p53-Gen festgestellt, doch die andere Hälfte zeigte keine p53-Mutation.

Die heute auf dem Markt erhältlichen Medikamente ritzen gleichsam nur die Oberfläche, doch in absehbarer Zeit werden wir viele weiteren Mechanismen kennen und Angriffspunkte ermittelt haben, für die Medikamente entwickelt werden können.

Hat man den molekularen Mechanismus einer Krankheit erkannt, besitzt man im Prinzip einen Anhaltspunkt oder eine Möglichkeit, um ein Diagnostikum und ein Therapeutikum zu entwickeln. Doch in Zukunft werden beide Hand in Hand gehen: das Diagnostikum zur Identifizierung des molekularen Mechanismus für den betreffenden Patienten, zusammen mit dem Medikament, das beim molekularen Mechanismus dieser Krankheit ansetzt.

Biomarker, die Aufschluss über komplexe Krankheiten geben, sind von zentraler Bedeutung

Sind die molekularen Mechanismen einer Krankheit bekannt, kann man mit der Suche nach einem diagnostischen Test beginnen. Auf der anderen Seite sind wir überzeugt, dass viele Krankheiten im Körper eine Art Signatur hinterlassen, die uns auf Biomarker hinweisen, die zu dieser Signatur gehören und uns erste Anhaltspunkte geben können, was abläuft. Ich bin überzeugt, dass im Fall eines Tumors andere Proteine und Biochemikalien von diesen Zellen produziert werden, als wenn sie nicht verändert sind. Doch bei komplexen Krankheiten, bei denen mehrere Gene zum Phänotyp führen, kann es schwieriger sein, und man gewinnt dann eher ein diagnostisches Profil als eine spezifische Mutation.

Ich bin aber sicher, dass die Grundlagen im Wesentlichen die gleichen sind – es geht darum, die Mechanismen der Krankheit zu verstehen und zu versuchen, diese zu beeinflussen und wieder auf den richtigen Weg zurückzubringen. Deshalb glaube ich, dass der Ansatz für komplexe Krankheiten schwieriger, vielschichtiger ist, im Grundsatz aber der gleiche.

Technologische Fortschritte – besseres Verständnis der Krankheitsmechanismen

Der technologische Fortschritt war in den letzten Jahren sehr hilfreich. Wenn ich zum Beispiel auf 2007 oder 2008 zurückblicke, kostete die Sequenzierung des gesamten menschlichen Genoms ungefähr 20 Millionen Euro. Heute, fünf Jahre später, bekommt man eine solche für 1000 Euro. Das ist eine erstaunliche Entwicklung punkto Technologien. Vor fünf Jahren brauchten wir Monate dazu, heute einen einzigen Tag.

Ich denke, dass in zwanzig Jahren Krebspatienten im Rahmen einer Rolling-over-Therapie überleben werden. Dabei erhalten sie verschiedene Medikamente, die nacheinander verabreicht werden und sie jeweils um eine Behandlungsphase weiterbringen, sodass das Überleben sozusagen ein «chronischer Modus» ist, wie das heute bei der HIV-Infektion der Fall ist.

Das Potenzial bei der Sequenzierung in der Onkologie besteht darin, dass wir eines Tages in der Lage sein werden, eine einzelne Zelle zu sequenzieren und Mutationen auf Einzelzellebene zu identifizieren, wodurch wir einen besseren Signalrauschabstand erreichen. Ich denke, dass man so besser erkennen wird, was eine Mutation ist und was nicht.

Die heutige Genomik bzw. Proteomik liefert uns heute die verschiedenen Puzzleteile. Wir wissen aber nicht, ob sie zusammengehören, ob diese Teile die Komplexe bilden, die nötig sind, um sie in der Zelle zum Funktionieren zu bringen. Wir müssen uns deshalb nicht nur damit befassen, was auf der Ebene des Genoms geschieht, sondern auch auf der Ebene des Proteoms: Welche Proteine befinden sich dort, kommen sie in den richtigen Komplexen zusammen, bilden sie die richtige Komplexstruktur, welche die gewünschte Funktion ausübt, befinden sie sich am richtigen Ort oder nicht und falls nicht – was ist falsch?

Deshalb denke ich, dass die Entwicklung des Bio-Imaging, mit dem wir komplexe Formen untersuchen und sichtbar machen können, ob sie normal funktionieren oder nicht, für uns Forscher ein Traum ist. Wir arbeiten daran – die Technologie heisst CLEM (korrelative Licht-und Elektronenmikroskopie) und wird uns helfen, zu sehen, wie Proteinkomplexe entstehen und wie funktional sie sind oder nicht. Und dann beginnen wir zu verstehen, was in der Zelle falsch läuft.

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