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Brustkrebsforschung: Kleine Signale mit großer Wirkung

12.12.2017 | FoE Human & Biotechnology | Planet research

Von Birgit Baustädter

Biomarker können lange vor den ersten Symptomen wichtige Informationen über entstehende Krankheiten geben. An der TU Graz plant man unter anderem im Bereich Brustkrebs zu forschen.

Ein Mann in dunklem Anzug und rot kariertem Hemd lehnt an einem Geländer. Die Wände um ihn sind gläsern und bunt.
Christoph Sensen sucht nach Biomarkern, die vor den ersten Symptomen die Diagnose von Krankheiten ermöglichen. (© Lunghammer - TU Graz)

„Was würden Sie sagen, wenn bei der standardisierten Blutabnahme während der jährlichen Vorsorgeuntersuchung neben Diabetes und Cholesterin auch die 50 bis 60 schwerwiegendsten Erkrankungen wie Krebs mit abgefragt würden?“, will Christoph Wilhelm Sensen in seinem hellen Büro mehrere Stockwerke über der Petersgasse wissen. Der TU Graz-Forscher sucht mit seinem Team am Institut für Computational Biotechnologie im Labor und in aufwändigen Datenanalysen am Computer nach sogenannten Biomarkern, mit denen sich frühe Stadien von chronischen oder infektiösen Krankheiten diagnostizieren lassen. Der Plan ist, neue Testverfahren zu entwickeln, die die Diagnose mit derzeit gängiger Laborausstattung kostengünstig und schnell möglich machen. 

Biomarker für schwerwiegende Krankheiten

Unser Körper arbeitet ständig an sich. Bei allen alltäglichen Vorgängen versucht er, sich möglichst wieder in einen gut funktionierenden Grundzustand zurück zu versetzen – an einer Stelle werden Zellen abgebaut, an einer anderen wieder aufgebaut. Der Körper tut im Normalfall ganz unbemerkt seinen Job.

Genauso funktioniert es auch im Krankheitsfall – noch bevor wir als Erkrankte etwas davon bemerken, beginnt der Körper Signale auszusenden, um die Krankheit zu bekämpfen und möglichst den gesunden Urzustand wieder herzustellen. Diese Signale werden bei praktisch allen Infektionen ausgesendet, aber auch bei chronischen Krankheiten wie Krebs oder Alzheimer, die man häufig erst bemerkt, wenn die Krankheit bereits fortgeschritten und damit schwer oder gar nicht mehr zu behandeln ist.  

Christoph Sensen mit seinem Team im Labor. 

Als Apoptose bezeichnet man den kontrollierten Abbau von Gewebe, wie er im Körper jeden Tag im Leben eines Menschen von statten geht. Dabei werden aus zerfallenden Zellen DNA-Moleküle frei, die in kleine Bläschen verpackt in den menschlichen Blutstrom wandern. Diese kleinen DNA-Pakete können von anderen Zellen aufgenommen und so als Signale genutzt werden, die in der Empfängerzelle eine Reaktion auslösen, um zum Beispiel den Kampf gegen eine entstehende Krankheit aufzunehmen. 

Diese Moleküle können heute aus dem Blut isoliert, untersucht und nach DNA-Sequenzierung und Bioinformatik-Analyse genau ihrer Ursprungsregion auf den menschlichen Chromosomen zugeordnet werden. „Das menschliche Genom umfasst rund drei Milliarden Basenpaare –die kleinen DNA-Moleküle nur rund 200 bis 1.000 Basenpaare. Durch bioinformatische Studien kann man sehr genau sagen, woher sie stammen und so ganz exakt festlegen, welche Krankheiten ein Patient gerade entwickelt“, erklärt Sensen. Und nicht nur das: Über diese Untersuchungen lässt sich neben der Art der Krankheit, oft auch das aktuelle Stadium der Krankheit bestimmen. „Wir hoffen mit unserem Ansatz nicht nur zeigen zu können, dass irgendwo im Körper irgendeine Art von Krebs im Entstehen ist“, erklärt der Forscher weiter. „Wir erwarten, dass wir mit dieser Diagnosemethode sagen können, ob es sich um Brustkrebs in einem bestimmten Stadium handelt und ob er bereits gestreut hat, das heißt, ob sich unter Umständen in einem anderen Körperteil bereits weitere Krebsherde, sogenannte Metastasen befinden. Auf Grund von bisher erzielten Ergebnissen bei der Studie von anderen Krankheiten hoffen wir, bereits in sehr frühen Stadien der Erkrankung, wenn es noch keine körperlichen Anzeichen gibt und die Krankheit in sonstigen Diagnoseverfahren noch nicht zu erkennen ist, diagnostizieren zu können“. 

Brustkrebs

Derzeit versuchen Berthold Huppertz von der MedUni Graz und Christoph Wilhelm Sensen von der TU Graz, Fördermittel für ein diesbezügliches Projekt einzuwerben, um Biomarker für eine der tödlichsten Brustkrebs-Arten definieren und so eine sichere, frühzeitige Diagnosemethode entwickeln zu können, die dann in einer Routineuntersuchung angewendet werden kann. Für einige andere Krebsarten konnten bereits von anderen Forschungsteams ausgezeichnete Erfolge erzielt werden.

Für dieses Forschungsprojekt wurde von der MEFO (Vereinigung zur Forschungsförderung) der Med Uni Graz ein Spendenaufruf gestartet. Wer die geplante Forschung im Bereich Brustkrebs-Biomarker finanziell unterstützen möchte, bekommt alle wichtigen Informationen auf der Informationsseite der MEFO.

Erste Erfolge bei Sepsis

Einen großen Erfolg hat das Institut für Computational Biotechnologie bereits bei Sepsis – landläufig als Blutvergiftung bezeichnet – erzielt. „Wir können mittlerweile eine Sepsis drei Tage vor den ersten klinischen Anzeichen erkennen. Das bedeutet, wir können mit unserer Diagnosemethode in Zukunft Leben retten“, sagt Sensen. Auch dabei arbeitet man intensiv mit der Medizinischen Universität Graz zusammen. Bis diese neuen Möglichkeiten aber tatsächlich beim Menschen eingesetzt werden können, kann es oft sehr lange dauern. „Bis zur Zulassung braucht es rund fünf bis zehn Jahre an Gutachten, klinischen Studien und Zulassungsverfahren“, erklärt der Wissenschafter.  

Die Forscher hoffen, eine Methode zur frühzeitigen Erkennung von Brustkrebs finden zu können. 

Zukunftsvisionen

„Mit dieser Arbeit wollen wir auch eine Brücke zur Grazer Biobank schlagen, in der menschliche Gewebeproben für die Forschung gesammelt und zugänglich gemacht werden“, erklärt Sensen. „Als nächstes hoffen wir, dass wir uns der Präeklampsie, der Schwangerschaftsvergiftung widmen können.“ Diese Erkrankung betrifft vor allem ältere schwangere Frauen und Erstgebärende und kann im schlimmsten Fall zum Tod des Kindes oder sogar der Mutter führen. Frühzeitig erkannt kann sie aber seit Neuestem ganz einfach mit Aspirin behandelt werden. „Genau in diesem Bereich ist die Früherkennung so unglaublich wichtig, denn auf Grund allfälliger Nebenwirkungen kann man nicht einfach jeder schwangeren Frau präventiv Aspirin verabreichen“, erklärt er.

Information

Biomarker funktionieren bei allen Säugetieren gleich. Deshalb hat man sich am Institut für Computational Biotechnologie neben der Forschung zu menschlichen Erkrankungen auch auf die Diagnose bei Nutztieren und Haustieren spezialisiert. Momentan wird ein Test für Paratuberkulose bei Rindern entwickelt – eine zum jetzigen Zeitpunkt unheilbare und hochansteckende Darmerkrankung bei Wiederkäuern wie Rindern, die möglicherweise in Zusammenhang mit der chronischen Entzündung des Magen-Darm-Trakts Morbus Crohn beim Menschen stehen könnte. 

Kontakt

TU Graz
Christoph Wilhelm SENSEN
Univ.-Prof. Dipl.-Biol. Dr.rer.nat.
Institut für Computational Biotechnologie
Tel.: +43 316 873 4090
csensennoSpam@tugraz.at

MedUni Graz
Berthold HUPPERTZ
Univ.-Prof. Dr. rer. nat.
Institut für Zellbiologie, Histologie und Embryologie
Tel: +43 316 385 72719
berthold.huppertznoSpam@medunigraz.at