Biomarker

Personalisierte Medizin mithilfe von Biomarkern

Jeder Patient und seine Krebserkrankung sind einzigartig. Dabei hängt die Wahl der optimalen Therapie von unterschiedlichen Faktoren ab. Ein wichtiger Faktor und Kernelement der personalisierten Medizin sind die sogenannten Biomarker.

Biomarker 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, auch Mutationen genannt, entwickeln sich häufig im Laufe des Lebens und werden beispielsweise durch Einflüsse, wie das Rauchen oder Sonnenlicht, hervorgerufen. In einigen Fällen liegt auch eine angeborene genetische Veranlagung zugrunde.

Genmutationen als Ursache von Krebs

Doch wie führen Veränderungen in unseren Genen zur Entstehung von Krebs? Jeder Körper besteht aus Billionen von Zellen. Gesunde Zellen vermehren sich, indem sie sich teilen. Ein Beispiel hierfür ist die Wundheilung oder auch das Wachstum von Haaren.

DNA

Der Träger der genetischen Informationen einer Zelle (englische Kurzversion für deoxyribonucleic acid).

Die DNA, also die Gene in einer Zelle, dienen als Bauanleitung für die Entstehung der neuen Zelle. Ausserdem regulieren sie den Vorgang der Zellvermehrung und eine ganze Reihe von Signalen, um ein zu geringes – aber auch zu starkes Wachstum zu verhindern. Kommt es nun zu Schädigungen der DNA einer Zelle (z. B. durch Umweltfaktoren) kann dies dazu führen, dass die betroffene Zelle nicht mehr auf die Signale reagiert, die ihr Wachstum regulieren. Die Zelle vermehrt sich ungebremst und kann einen Tumor bilden. Bleibt dieser ausserdem einige Zeit unentdeckt, kann es sein, dass Zellen in andere Teile des Körpers abwandern und dort Metastasen bilden.

1) Durch Schädigung der Zell-DNA können aus gesunden Zellen Krebszellen werden.
2) Diese teilen sich ungebremst und bilden einen Tumor.
3) Bleibt dieser länger unentdeckt, können sich Metastasen im Körper bilden.

Tumor ist nicht gleich Tumor

Warum Standardtherapien unterschiedlich wirken

Seit Langem ist bekannt, dass Patienten mit identischer Diagnose auf die Behandlung mit dem gleichen Arzneimittel unterschiedlich ansprechen können. Während sich die Behandlung für den einen Patienten als gut wirksam erweist, kann sie bei einem anderen Patienten keinen Nutzen erzielen oder sogar schaden. Dies liegt aber nicht an der Therapie selbst, sondern an den individuellen Merkmalen im Erbgut des Patienten. Auftretende Mutationen verändern das Genom eines Menschen und diese Mutationen sind so individuell wie das Genom selber. Das Genom ist dabei die Gesamtheit aller Erbinformationen in der Zelle. Auch krankheitsspezifische Faktoren, zum Beispiel eine veränderte Oberfläche auf den Tumorzellen des Patienten, können die Wirkungsweise von Medikamenten beeinflussen. Deswegen wird ein umfassendens genomisches Tumorprofil erstellt, in dem alle möglichen Veränderungen des Genoms, die mit der Tumorentstehung in Verbindung stehen, analysiert werden.
Welche Veränderungen liegen in den Tumorzellen vor? Welche charakteristischen Merkmale weisen diese Zellen auf? Wie unterscheiden sie sich von gesunden Zellen? Um so präzise wie möglich vorherzusagen, ob und wie eine ausgewählte Therapie auf den Patienten und dessen Tumor wirkt, betrachtet man die Gesamtheit solcher Veränderungen. Diese lassen sich unter dem Begriff „Biomarker“ zusammenfassen, welche sich mit einem genomischen Tumorprofil ermitteln lassen. Das Genom ist dabei die Gesamtheit aller Erbinformationen in der Zelle.

Was sind Biomarker?

Ein Biomarker ist ein spezifisches biologisches Merkmal des gesamten genomischen Profils, das objektiv gemessen und klinisch bewertet werden kann; er dient auch als Anzeiger für normale oder krankhafte biologische Prozesse im Körper. Bekannte Beispiele für Biomarkerbestimmungen sind zum Beispiel die Messung des Blutdrucks oder des Blutzuckerspiegels. Biomarker können auch bestimmte Gene, Genprodukte, Moleküle oder Hormone sein und sind somit ein Teil des gesamten genomischen Tumorprofils.

Biomarker sind objektiv mess- und bewertbare Merkmale.

Bestimmte Gene oder Genprodukte, von denen man weiss, dass sie Tumorwachstum auslösen oder fördern können, werden als sogenannte Krebs- oder Tumormarker bezeichnet. Mithilfe von Tumormarkern und der Analyse des genomischen Tumorprofils kann die moderne Krebstherapie feststellen, auf welche Therapie ein Patient am wahrscheinlichsten ansprechen wird.

Ein Wandel in der Krebstherapie: Tumore gezielt behandeln

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler immer mehr solcher Krebsmarker entdeckt. Auf Basis dieser Entdeckungen werden nach und nach Medikamente entwickelt, die sich gezielt gegen den jeweiligen spezifischen Krebsmarker richten. Mit der Anzahl der bekannten Krebsmarker steigt auch die Anzahl der personalisierten Therapieoptionen. Damit ist es möglich, immer spezifischer auf den individuellen Tumor des einzelnen Patienten einzugehen. Deswegen nennt man die personalisierte Medizin auch „Präzisionsmedizin“.

Personalisierte Medizin wird auch Präzisionsmedizin genannt. Sie eröffnet individuelle Behandlungsoptionen.

Darüber hinaus können Ärzte auf Grundlage von Biomarkern und umfassenden Tumorprofilen individuelle Behandlungspläne für Krebspatienten entwickeln. So können sie Therapiepläne spezifisch auf den Tumortyp ihres Patienten abstimmen. Das hat mehrere Vorteile: Zum einen kommt ein Medikament nur bei Patienten zum Einsatz, die gut darauf ansprechen (hohe Ansprechrate). Zum anderen werden mögliche schädliche Auswirkungen auf die Leber begrenzt, die am Abbau von Medikamenten beteiligt ist. Gleichzeitig können die Therapiekosten sinken und Nebenwirkungen abnehmen.

Der Nutzen von Biomarkern auf einen Blick:

Ein besseres Verständnis der Krankheitsursachen
Das Erforschen neuer Angriffspunkte für Medikamente
Die Entwicklung passgenauer Behandlungen
Positiver Einfluss auf den Therapieausgang

Von der Standardtherapie zur zielgerichteten Therapie

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

Bei der Wahl der richtigen Krebstherapie spielen bestimmte Veränderungen in den Genen eine entscheidende Rolle. Sie sind bei jedem Tumor und jedem Patienten unterschiedlich. Diese Veränderungen können bewirken, dass im Körper bestimmte Signalwege der Zellkommunikation fälschlicherweise unterbrochen oder nicht unterbrochen werden. Dies führt zu unkontrolliertem Zellwachstum und damit zum Tumorwachstum.

Was liefert Ärzten nun die Grundlage, um Patienten personalisierte Therapien verordnen zu können? Dafür gibt es bestimmte diagnostische Tests. Sie vergleichen den Normalzustand einzelner Gene, also Gene ohne Mutationen, mit den genetischen Eigenheiten des Patienten. Auf der Basis der entdeckten Veränderungen können dem Patienten dann mögliche Therapien zugewiesen werden.

Zusammenfassung

Biomarker verändern die Krebstherapie und ermöglichen eine individuellere Behandlung, auch personalisierte Medizin genannt.

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