Wie kann man Krebs anhand der DNA erkennen?

Um das Krebsrisiko einer Person zu bestimmen, wird ein Test auf Tumormarker durchgeführt. Dieser Begriff bezieht sich auf Proteine und Peptide, die für verschiedene Arten maligner Strukturen typisch sind. Tumormarker können gleichzeitig mit der Bildung erster Krebszellen im Blut auftreten. Eine solche Studie, die heute praktiziert wird, zeichnet sich jedoch nicht durch hohe Sensitivität und Universalität aus. Optimaler wäre die Suche nach DNA maligner Strukturen, die geeigneter ist. Aber wie lässt sich das bewerkstelligen?

Etwas früher wurde ein wissenschaftliches Experiment zum Nachweis von Krebs durch Blutuntersuchungen durchgeführt: Gleichzeitig mit bösartiger DNA wurde nach Krebsproteinen gesucht. Doch kürzlich schlugen Spezialisten der University of Wisconsin in Madison vor, bösartige DNA nicht durch Mutation (Ersatz genetischer Buchstaben durch andere oder Neuanordnung von Genen), sondern durch Brüche im DNA-Molekül selbst nachzuweisen.

Alle Zellen, sowohl Krebszellen als auch gesunde, werden regelmäßig zerstört, und ihr innerer Teil gelangt zusammen mit der DNA in den Blutkreislauf. Große Chromosomen beginnen, sobald sie die geschädigte Zelle verlassen, zu zerbrechen. Die DNA-Bruchstellen gesunder und Krebszellen sind jedoch nicht identisch. Die DNA einer Zelle ist immer mit Proteinen gefüllt. Einige von ihnen verpacken die verlängerten DNA-Stränge in kleinere molekulare „Pakete“ und packen sie bei Bedarf aus, um Informationen aus einem Abschnitt des Genoms zu entfernen. Andere Proteine sind für das Lesen von Daten zuständig, während andere beschädigte DNA reparieren usw. Die Schädigung der DNA, die die Zelle verlassen hat, hängt vom Ausmaß der Verteilung dieser Proteine auf der Zelle und von der Aktivität der Gene ab. Es stellt sich heraus, dass wir anhand von DNA-Partikeln bestimmen können, zu welcher Zelle sie gehörten, zu einer normalen oder einer Krebszelle. Es ist nicht notwendig, alle verfügbaren Fragmente zu analysieren: Nur die Endsegmente sind ausreichend.

Wissenschaftler entnahmen Blutproben von über tausend Menschen – sowohl gesunden als auch kranken Menschen, darunter auch Krebspatienten. Die Forscher verglichen die Schäden an der extrazellulären DNA und stellten fest, dass sich die bösartigen Partikel tatsächlich von denen gesunder Menschen unterschieden. Darüber hinaus konnten sie anhand der Menge der krebsbedingt geschädigten DNA das aktuelle Stadium des Krebstumors bestimmen. Die neu entwickelte Methode erwies sich als äußerst präzise: Sie erkannte den bösartigen Prozess in über 90 % der Fälle, wobei bei 87 % der Patienten eine Onkologie im Anfangsstadium festgestellt wurde.

Der Wert dieser Studie liegt darin, dass sie die Möglichkeit bietet, den pathologischen Prozess mit ausreichender Genauigkeit zu erkennen, lange bevor die ersten Anzeichen eines Krebstumors auftreten. Darüber hinaus trägt eine solche Analyse oft dazu bei, in komplexen klinisch-diagnostischen Situationen eine endgültige Diagnose zu stellen.

Dieser Artikel basiert auf Material, das in Science veröffentlicht wurde