Spinnennetz im Morgentau

Genetische Tumorprofile in der Krebstherapie

Krebs gilt als Überbegriff für eine Reihe von Krankheiten denen eines gemeinsam ist: Veränderungen in den Genen der Krebszellen, welche zu ungebremstem Wachstum führen. Welche genetischen Veränderungen dies genau sind, kann anhand des Tumorgewebes analysiert werden. Dies kann die Wahl der optimalen Therapie unterstützen.

Genmutationen und die Entstehung von Krebs

Krebs ist kein einheitliches Krankheitsbild, sondern tritt in verschiedensten Formen auf. Was alle Krebserkrankungen jedoch gemeinsam haben ist, dass sie auf Veränderungen in unseren Genen beruhen. Diese Veränderungen entwickeln sich häufig im Laufe des Lebens und werden durch Umwelteinflüsse (z. B. Rauch oder Sonnenlicht) hervorgerufen. In einigen Fällen liegt auch eine angeborene genetische Veranlagung zugrunde.

Aber wie führen Veränderungen in unseren Genen zur Entstehung von Krebs? Jeder Körper besteht aus Billionen von Zellen. Gesunde Zellen vermehren (teilen) sich permanent. Ein Beispiel hierfür ist die Wundheilung oder auch das Wachstum von Haaren. Die DNADer Träger der genetischen Informationen einer Zelle. Im Deutschen auch DNS genannt (kurz für Desoxyribonukleinsäure)., also die Gene in einer Zelle, dienen dabei als Bauanleitung für die Entstehung der neuen Zelle. Ausserdem wird der Vorgang der Zellvermehrung eng durch eine ganze Reihe von Signalen reguliert um zu geringes – aber auch zu starkes Wachstum zu verhindern. Kommt es nun zu Schädigungen der DNA einer Zelle (z. B. durch Umweltfaktoren) kann es dazu kommen, dass die betroffene Zelle nicht mehr auf die Signale reagiert, die ihr Wachstum regulieren. Die Zelle vermehrt sich ungebremst und bildet einen Tumor. Bleibt dieser ausserdem über einige Zeit unentdeckt kann es sein, dass Zellen in andere Teile des Körpers abwandern und dort Metastasen bilden.

Die Entstehung von Krebs - Darstellung von Schäden in der Zell-DNA

Die Entstehung von Krebs

(1) Kommt es zu Schädigungen an der Zell-DNA können aus gesunden Zellen Krebszellen werden, die sich ungebremst teilen (2) und einen Tumor bilden. (3) Bleibt dieser länger unentdeckt bilden sich in manchen Fällen Metastasen an anderen Stellen im Körper.

Krebs behandeln

Jeder Patient und seine Krebserkrankung ist einzigartig und die Wahl der optimalen Therapie hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Strahlentherapie und die chirurgische Entfernung des Tumors sind gerade im früheren Krankheitsstadium wesentliche Pfeiler der Therapie. Im weiteren Krankheitsverlauf nehmen Chemotherapie und zielgerichtete Therapien – welche sich gegen die spezifischen genetischen Veränderungen des Tumors richten – einen immer grösseren Stellenwert ein.

Die Aussichten für den Patienten haben sich über die Jahre kontinuierlich verbessert und die Todesrate durch Krebs ist seit 1991 um 23 % gesunken. Besonders zielgerichtete Therapien gewinnen an Bedeutung: eine von fünf jährlich neu zugelassenen Therapien ist zielgerichtet. Rund 50 % dieser Therapien sind wiederum Krebstherapien.

Gerade im frühen Stadium einer Krebserkrankung ist die Operation eine vielversprechende Behandlungsoption. Hierbei werden der Tumor sowie, wo nötig, angrenzendes Gewebe und Lymphknoten chirurgisch entfernt.

Bei der Strahlentherapie kommen lokal angewendete ionisierte elektromagnetische und Teilchenstrahlen zur Anwendung. Diese schädigen die DNADer Träger der genetischen Informationen einer Zelle. Im Deutschen auch DNS genannt (kurz für Desoxyribonukleinsäure). der Tumorzellen (jedoch auch die gesunder Zellen) so stark, dass diese aufhören sich zu teilen und absterben.

Die Chemotherapie wirkt systemisch, also im ganzen Körper. Sie richtet sich gegen die DNADer Träger der genetischen Informationen einer Zelle. Im Deutschen auch DNS genannt (kurz für Desoxyribonukleinsäure). von Zellen welche sich im Teilungsvorgang befinden oder greift in Stoffwechselabläufe der Zellteilung ein. Hierdurch wird das Wachstum gebremst und die Zellen sterben ab. Die Chemotherapie wirkt dabei vor allem auf die sich schnell teilenden Tumorzellen, kann jedoch auch andere Gewebe mit einem schnellen Zellwachstum beeinträchtigen (z. B. Haare).

Manche Krebsarten wachsen unter dem Einfluss von Hormonen. Hier liegt der Schwerpunkt der (Anti-) Hormontherapie. Sie schaltet körpereigene Hormone aus, um das Wachstum dieser Tumore zu bremsen.

Der Überbegriff der zielgerichteten Therapien fasst eine Reihe verschiedener Therapien zusammen, die möglichst selektiv Krebszellen angreifen und gesundes Gewebe verschonen sollen. Sie basieren auf spezifischen genetischen Veränderungen der Tumorzelle, welche sie von einer gesunden Zelle unterscheidet. Um dabei die passende Therapie für die jeweilige Krebsart auszuwählen, werden meist zunächst die zugrundeliegenden Veränderungen im Tumorgewebe bestimmt (siehe unten). Beispiele für zielgerichtete Therapien sind SignaltransduktionshemmerWirkstoffe welche die Übertragung von Botenstoffen unterdrücken, die unter anderem das Wachstum von Tumorzellen anregen. , AngiogenesehemmerWirkstoffe welche die Bildung von neuen Blutgefässen unterdrücken und damit das Tumorwachstum hemmen. , Proteasom-HemmerWirkstoffe welche Zellkomponenten die Eiweisse abbauen (Proteasomen) unterdrücken. Sie wirken unter anderem, indem sie den programmierten Zelltod der Tumorzelle ermöglichen. oder MethylierungshemmerWirkstoffe welche Enzyme unterdrücken, die die DNA methylieren. Dies hat unter anderem eine vermehrte Aktivierung von Tumor-unterdrückenden Genen zur Folge. .

Das Immunsystem kann Krebszellen aufgrund ihres abweichenden genetischen Profils (und daraus resultierenden zellulären Veränderungen) von einer gesunden Zelle unterscheiden und sie bekämpfen. Jedoch haben viele Krebszellen Mechanismen entwickelt, die diese Immunreaktion blockieren (z. B. durch die Manipulation sogenannter Immunsystem-Kontrollpunkte oder Checkpoints). Die Immuntherapie zielt darauf ab, die krebsbedingten Blockaden des Immunsystems aufzuheben und/oder das Immunsystem dazu zu stimulieren Krebszellen zu erkennen und zu vernichten. Häufig wird die Immuntherapie auch den zielgerichteten Therapien zugeordnet.

Charakterisierung der genetischen Besonderheiten der Erkrankung

Jede Krebserkrankung hat einzigartige Charakteristika und ein ganz spezifisches genetisches Profil. Dieses Profil bestimmt in vielen Fällen von welcher Therapieoption ein Patient am meisten profitiert. Denn gerade zielgerichtete Therapien setzen häufig an ganz bestimmten genetischen Veränderungen an. Um diese Veränderungen im Vorfeld der Therapie zu charakterisieren, können eine Reihe verschiedener Tests zum Einsatz kommen.

Das Testen einzelner Biomarker ist mittlerweile Standard in der Krebstherapie. Bei diesem Verfahren wird das Vorhandensein einzelner, in Zusammenhang mit bestimmten Krebserkrankungen bekannter, Mutationen untersucht. Dies kann auf Gen- aber auch auf Proteinebene (auf der sich die Mutation auswirkt) geschehen.

Hotspot Tests machen sich das Verfahren der Gensequenzierung zunutze um Mutationen in bestimmten Abschnitten der Gene in Krebszellen aufzuspüren. Hierbei werden jeweils spezifische, bereits bekannte Mutationen analysiert. Es werden jedoch nicht alle Klassen von Veränderungen erfasst, sondern nur die, nach denen gezielt gesucht wird.

Hierbei wird mit Hilfe der Gensequenzierung, anhand einer einzelnen Tumorprobe, ein umfangreiches genetisches Tumorprofil erstellt. Es wird nach allen genetischen Veränderungen gesucht, die mit der Entstehung von Krebs in Zusammenhang stehen, nicht nur nach zuvor ausgewählten spezifischen Veränderungen in bestimmten Krebsarten.

Charakterisierung der Mutationen - Darstellung verschiedener Tests zum Tumorprofiling

Charakterisierung der Mutationen

Verschiedene Tests zur näheren Charakterisierung der Mutationen in einem Tumor: Biomarker Tests, Hotspot Tests und die Erstellung eines umfassenden genetischen Tumorprofils.

Tumor-Profiling: Wie läuft der Test in der Praxis ab?

Ein genetisches Tumorprofil kann anhand einer einzelnen Gewebeprobe des Tumors (welche oft bereits vorhanden ist) erstellt werden. Nach Absprache mit dem Patienten veranlasst der behandelnde Arzt, dass die Gewebeprobe an das Labor gesendet wird welches das Profil erstellt. Danach wird die DNADer Träger der genetischen Informationen einer Zelle. Im Deutschen auch DNS genannt (kurz für Desoxyribonukleinsäure). aus den Krebszellen gewonnen. Mit einer Methode, welche als Next Generation SequencingEin Überbegriff für neue Methoden zum schnellen Auslesen von DNA durch hochparallele Verfahren.
bekannt ist, werden die mit Krebs in Verbindung stehenden Gene vollständig sequenziert (ausgelesen). Alle genetischen Veränderungen der Krebszelle werden erfasst und damit das einzigartige Tumorprofil erstellt. Eine weitere Computeranalyse bestimmt welche der Eigenschaften die Therapie beeinflussen könnten und gleicht diese mit bestehenden Behandlungsoptionen und laufenden klinischen Studien ab. Zuletzt wird dann ein ausführlicher Bericht der Ergebnisse an den behandelnden Arzt gesendet.

Genetisches Tumorprofil testen - Darstellung des Testablaufs

Genetisches Tumorprofil testen

(1) Arzt veranlasst das Senden der Tumorprobe (2) Aus der Probe wird die DNADer Träger der genetischen Informationen einer Zelle. Im Deutschen auch DNS genannt (kurz für Desoxyribonukleinsäure). isoliert (3) Die DNA wird ausgelesen und bioinformatisch analysiert (4) Der Bericht mit dem genetischen Tumorprofil und den daraus folgenden Therapiemöglichkeiten wird an den Arzt geschickt

Nach der Analyse des Krebsgewebes wird dem behandelnden Arzt ein Bericht mit den folgenden Informationen zugesendet:

  • Die relevanten genetischen Tumoreigenschaften
  • Therapieoptionen für das molekulare Tumorprofil
  • Laufende klinische Studien, die zu dem molekularen Tumorprofil passen

Zusammenfassung

Eine Analyse der genetischen Abweichungen in den Zellen des Tumors kann helfen die passende Therapie für eine Krebserkrankung zu identifizieren. Der wissenschaftliche Fortschritt macht es mittlerweile möglich innerhalb kurzer Zeit ein umfassendes genetisches Tumorprofil auf Basis einer einzigen Gewebeprobe zu erstellen.