Vom Gendopingnachweis zur Darmkrebsdiagnostik

In einem Forschungsverbund mit der Klinik für Anästhesiologie unter Leitung von Prof. Dr. Christian Werner und der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie unter Leitung von Prof. Dr. Hauke Lang haben die Mainzer Sportmediziner jetzt einen ersten Schritt getan, um Darmkrebs besser erkennen und vor allem auch unterschiedliche Formen von Darmkrebs besser unterscheiden zu können. „Neben Operation sowie Chemo- und Strahlentherapie gewinnt eine Antikörpertherapie bei metastasiertem Dickdarmkrebs zunehmend an Bedeutung. Welche Antikörper hierfür am wirksamsten sind, hängt von den genetischen Veränderungen ab, die die Krebszellen aufweisen. Doch diese kennen wir eigentlich erst so richtig, wenn das Gewebe möglichst präzise entnommen und analysiert wurde“, bemerkt Lang.

Hier setzt die Doktorarbeit von Tobias Ehlert am Molekularbiologischen Labor der Sportmedizin an. Ehlert war damit betraut, einen Bluttest auf Gendoping, der von den Mainzer Sportwissenschaftlern etabliert wurde, in einen Test auf die häufigsten Krebsmutationen bei Darmkrebs zu verwandeln. Zwar gibt es solche Tests auf die sogenannten K-RAS-Punktmutationen schon eine ganze Weile, doch ihre Nachweisgüte ließ noch zu wünschen übrig. „Die besondere Hürde war, dass sich diese Krebsmutationen nur an jeweils einer einzigen Base von der gesunden DNA unterscheiden. Aber auch bei einem Krebskranken taucht die gesunde DNA mehr als 10.000-fach häufiger im Blut auf als die Krebs-DNA“, erklärt Ehlert. „Wir wollten nun ein Verfahren entwickeln, das die Menge und die Art jeder einzelnen Krebsmutation ganz genau erfassen kann und zwar in einem vertretbar geringen Blutvolumen, denn viele Krebspatienten haben ohnehin schon einen Blutmangel“, ergänzt Ehlert.

Zu diesem Zweck hat er einige bekannte Techniken auf völlig neue Art und Weise miteinander kombiniert. Das Ergebnis ist rekordverdächtig: Kein bisher bekanntes Verfahren kann in einer so geringen Blutmenge gleich alle sieben K-RAS-Mutationen so präzise quantifizieren. Ein sehr wichtiger Schlüssel zum Erfolg war dabei ein statistisch geeignetes Vorgehen. „Die Lösung, die Herr Ehlert gefunden hat, erscheint jetzt, wo wir die finalen Testergebnisse sehen, banal. Allerdings muss man erst einmal draufkommen, wenn man sich am Ende einer langen Testreihe wundert, warum auch beim genausten Vorgehen die Werte immer noch etwas zu stark schwanken“, bemerkt Simon. Mit dem neuen Verfahren gelingt es den Mainzer Wissenschaftlern, technische und stochastisch bedingte Schwankungen und die resultierenden Ungenauigkeiten zu vermeiden, die üblicherweise bei der Vervielfältigung von DNA, der sogenannten Prä-Amplifikation, entstehen. Die neue Diagnostik ist um den Faktor zehn sensitiver als ein ebenfalls neues Verfahren von Wissenschaftlern der renommierten Stanford University und kommt außerdem mit weniger Ausgangsmaterial aus. Die Mainzer Arbeit wird in der Fachzeitschrift Scientific Reports dargestellt.

Ein Ziel der Sportmediziner ist es nun, jetzt schon auch im Verbund mit der Industrie geeignete Diagnostikgeräte mit verbesserten, automatisierbaren Prä-Amplifikationsmöglichkeiten zu entwickeln.