Studie über Krebserbgut: Tumor vor der Entstehung erkennen

23 März, 2020
Die Fachzeitschrift Nature publizierte die Fortschritte der Initative "Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes", mit der herausgefunden werden soll, welche Mutationen oder Muster an Erbgutveränderungen die Entstehung und das Wachstum von Krebs fördern. Damit soll das veränderte Krebserbgut bereits erkannt werden, bevor sich ein Tumor entwickelt. Erfahre mehr zu diesem Thema in unserem heutigen Artikel.

Die Prävalenz, das heißt die Zahl der Menschen, die derzeit mit Krebs leben, ist sehr hoch. Schätzungsweise wird rund ein Drittel der Bevölkerung irgendwann im Leben an Krebs erkranken. Die Sterblichkeitsrate ist noch immer sehr hoch, doch es gibt viele Forschungen, die versuchen, dieses Leid zu lindern. Auch die Initiative „Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes“ (PCAWG) hat sich dieses Ziel gesetzt: Durch die Metaanalyse der Mutationen in Tumorgenen verschiedener Krebsarten soll das Krebserbgut analysiert werden. Zukünftig kann man so vielleicht bereits vor der Entwicklung der Krankheit eingreifen.

Bei der Entwicklung von Krebs spielen verschiedene Faktoren eine wesentliche Rolle. Wir gehen darauf im Laufe des Artikels noch genauer ein. Einer der Gründe ist die hohe Komplexität des menschlichen Organismus, die zu Zellmutationen und Fehlern führt.

Für manche Philosophen und Wissenschaftler ist die genetische Mutation, die Krebs verursacht, ein zu erwartender Fehler, der durch die Potenz der DNA (Desoxyribonukleinsäure) zustande kommt. Wir sind so kompliziert aufgebaut, dass Fehler bei der Programmierung zu erwarten sind. 

Die wissenschaftliche Gemeinschaft studiert die genetischen Ursachen für Krebs. In diesem Kontext ist auch die Initative PCAWG zu erwähnen, die in der Fachzeitschrift Nature und in anderen Fachzeitschriften bekannt gemacht wurde. 

Die Fachzeitschrift Nature hat über die Fortschritte dieser Metastudie berichtet und über zwanzig Artikel zu diesem Thema gleichzeitig veröffentlicht. Diese informieren über die Analyse von über 2.500 Patienten mit fast vierzig unterschiedlichen Krebsarten. 

Wissenschaftler unterschiedlicher Länder untersuchen in der PCAWG Metastudie gemeinsam das Krebserbgut. Insgesamt arbeiten daran 1.300 Experten mit 13 Supercomputern, welche die erfassten Daten verarbeiten.

Warum entwickelt sich Krebs?

Wir wissen, dass Krebs multifaktoriell ist. Das heißt, dass dieser Krankheit nicht nur ein einziger Faktor zurgunde liegt, sondern immer mehrere Voraussetzungen zusammenspielen. Die PCAWG-Studie ging von dieser Grundlage aus und untersuchte die Sequenzen jener Gene, die bei Krebs eine Rolle spielen.

Die Wissenschaftler wollten so herausfinden, wie sich die DNA verändert und es dadurch zur unkontrollieren Zellvermehrung kommt, das heißt, warum sich Krebs entwickelt. Genetische Mutationen sind auf fast hundert verschiedene Faktoren zurückzuführen. Dazu gehören zum Beispiel folgende:

  • Lebensstil: Tabak, Alkohol und eine ungesunde Ernährung sind Faktoren, die verändert werden können. Sie können die Entwicklung von Krebs fördern, vor allem der Tabakkonsum.
  • Alter: Die Alterung beeinträchtigt Prozesse, mit denen Zellen Krebs vorbeugen können. Deshalb ist die Gefahr für das unkontrollierte Wachstum bösartiger Zellen im Alter größer.
  • Genetische Vererbung: Genmutationen können zum Teil von den Eltern an das Kind vererbt werden.
  • Zufall: Die DNA kann auch aus unbekannten Gründen mutieren. Diese werden dem Zufall zugeschrieben, doch die Wissenschaft weiß darüber noch nichts Genaueres. Das Problem ist, dass fast 60 Prozent der Tumore zufällig entstehen.
Krebserbgut

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Das Krebserbgut und das Humangenom-Projekt

Die PCAWG-Studie wird ihm Rahmen des Humangenom-Projektes durchgeführt, das bereits 1990 ins Leben gerufen wurde. Diese Initiative der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft bezweckt, den Geheimnissen der menschlichen DNA auf die Spur zu gehen.

Der Abschluss dieses Projektes war für das Jahr 2005 geplant, doch es konnte bereits 2003 zu Ende geführt werden. Denn in diesem Jahr wurde die komplette genetische Information des Menschen entziffert.

Diese Sequenzierung ermöglichte es, das Krebserbgut zu erforschen. Seit der komplette Aufbau der menschlichen DNA bekannt ist, ist es möglich zu analysieren, welche Teile bei Krankheiten wie Krebs Veränderungen erfahren.

Beide Projekte werden von verschiedenen Einrichtungen in unterschiedlichen Ländern finanziert, doch trotzdem mangelt es an Geld. Viele kleine Forschungsprojekte im Rahmen dieser Initiative finden keine Finanzierung, die es ihnen ermöglichen könnte, damit fortzufahren.

Auch die neuesten Forschungen, die wie erwähnt in der Fachzeitschrift Nature publiziert wurden, hatten mit finanziellen Problemen zu kämpfen. Die Wissenschaftler erhielten für ihre Arbeit keine Vergütung und sie haben keine Mittel, um ihre Forschungen fortzusetzen.

Doch trotz dieser finanziellen Schwierigkeiten ist das Humangenom-Projekt von großer Bedeutung:

  • Wir kennen jetzt die gesamte DNA des Menschen.
  • Wissenschaftler können Informationen speichern und teilen.
  • Sie können die Analysetechniken für genetische Informationen in der Medizin verbessern.
  • Auch eine Diskussion über die rechtlichen Auswirkungen dieser neuen Kenntnisse ist notwendig.
Krebserbgut erforschen
Das Projekt zur Erforschung des Krebserbgutes ist Teil des Humangenom-Projektes.

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Studie über Krebserbgut: Welche Vorteile hat sie?

Die in dieses Projekt integrierten Wissenschaftler wissen, wie wichtig die erzielten Fortschritte sind. Doch dies bedeutet nicht, dass sich die Krebstherapien von einem Tag auf den anderen verändern. Die Vorteile der Initiative „Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes“ werden langfristig zum Tragen kommen.

Die genetische Information wird es ermöglichen, jeden Patienten bestmöglich zu behandeln. Wir beginnen damit die Ära der individuellen onkologischen Therapien mit speziell für einen Patienten entwickelten Behandlungen.

Es wäre damit auch möglich, Krebs frühzeitig zu erkenneneventuell mit Flüssigbiopsien. Wenn durch die mutierten Zellen die veränderte DNA in den Blutstrom gelangt, können neue Techniken diese finden.

Natürlich spielen hier auch rechtliche und ethische Fragen eine Rolle. Könnte eine Krankenversicherung jemanden abweisen, weil er Krebserbgut in sich trägt? 

Es bleibt noch ein langer Weg vor uns, doch die ersten Schritte haben wir bereits getan. Vielleicht sind wir dadurch im Kampf gegen Krebs etwas vorangekommen, vielleicht können wir diese Krankheit in Zukunft schon so früh erkennen, dass sie sich gar nicht entwickeln kann.

  • Weinstein, John N., et al. „The cancer genome atlas pan-cancer analysis project.“ Nature genetics 45.10 (2013): 1113.
  • Aran, Dvir, Marina Sirota, and Atul J. Butte. „Systematic pan-cancer analysis of tumour purity.“ Nature communications 6 (2015): 8971.
  • Gatto, Francesco, Raphael Ferreira, and Jens Nielsen. „Pan-cancer analysis of the metabolic reaction network.“ Metabolic engineering 57 (2020): 51-62.
  • Nguyen, Luan, et al. „Pan-cancer landscape of homologous recombination deficiency.“ bioRxiv (2020).