Einsatz proteinanalytischer Verfahren zur (Früh-)Diagnose asbestassoziierter Lungen- und Pleuratumoren

Status:

abgeschlossen 06/2015

Zielsetzung:

In Europa stellte Lungenkrebs im Jahr 2004 die häufigste durch Krebserkrankungen verursachte Todesursache dar. Es gibt einige berufsbedingte Expositionen, wie u. a. eine Asbestexposition, die zu einem erhöhten relativen Risiko führen, an Tumoren der Lunge oder der Pleura zu erkranken.

Für die nachgehende Vorsorge von Versicherten, die in der Vergangenheit gegenüber krebserzeugenden Gefahrstoffen exponiert waren, werden Methoden benötigt, um Tumoren frühzeitiger zu erkennen und damit die Behandlungschancen für Erkrankte zu verbessern.

Aktivitäten/Methoden:

Im Rahmen des Projekts konnten verschiedene Markerkandidaten, die potenziell zur Früherkennung von Lungen bzw. Pleuratumoren geeignet sind, erfolgreich identifiziert werden. Dabei wurden in der ersten Projekt-Phase, deren Schwerpunkt auf der Identifizierung neuer Marker und Nachweismethoden lag (Discovery-Phase), v. a. biophotonische und proteinanalytische Verfahren sowie epigenetische Marker und die Atemluftdiagnostik durch Ionenmobilitätsspektrometrie angewandt.

Es wurden rund 850 Probanden für die Studie rekrutiert. Die Pathologie klassifizierte zunächst alle Proben entsprechend den aktuellen Leitlinien und stellte diese den Plattformen zur Verfügung. Für die einzelnen Tumorentitäten und Vergleichskollektive wurden ergänzend microRNA-Profile erstellt, die zur Unterscheidung beitragen können.

Ergebnisse:

Mittels der nichtinvasiven Ionenmobilitätsspektrometrie wurde die Ausatemluft von Patienten, die mit dem Verdacht auf einen bösartigen Lungen- oder Pleuratumor in der Ruhrlandklinik aufgenommen wurden, analysiert. Die gefundenen, charakteristischen Muster werden zur Zeit abschließend ausgewertet. Für die spektrale Histopathologie mittels FTIR-Imaging konnte eine spektrale Datenbank generiert werden, die eine automatisierte Erkennung von Lungentumoren und Mesotheliomen auf Basis spektraler Biomarker erlaubt. Auf Grundlage dieser Gewebecharakterisierung mit anschließender Lasermikrodissektion, Proteomanalyse und Identifikation von differentiellen Proteinen wurden in Kooperation zwischen Biophysik und Proteomik zahlreiche neue Biomarkerkandidaten identifiziert, um Mesotheliome und deren Subtypen (epitheloide und sarkomatoide Wachstumsform) zu detektieren.

Ein mutmaßlich entscheidender, translationaler Einsatz der spektralen Histopathologie kann in der „just-in-time“ und „on-site“ Diagnostik während Interventionen und Operationen liegen. Durch die spektrale Histopathologie könnte somit die klassische pathologische Diagnostik ergänzt und beschleunigt werden. Dadurch könnte die vollständige Resektion im Gesunden intraoperativ bereits bestätigt werden, was Nachoperationen oder -behandlungen mit Bestrahlung oder Chemotherapie deutlich reduzieren könnte.

Im Rahmen von epigenetischen Gewebeanalysen konnten über 800 Markerkandidaten auf der Ebene der DNA-Methylierung identifiziert werden. Zudem konnte der Nachweis einiger potenzieller Lungenkrebs-Marker bereits erfolgreich in kleinen Biopsien sowie in Speichel- und Blutproben bestätigt werden.

Die neu identifizierten, zahlreichen Markerkandidaten ermöglichen die Zusammenstellung von sogenannten Panels aus epigenetischen und Protein-Markern, um die Nachweisempfindlichkeit im Vergleich zu einzelnen Testverfahren zu erhöhen. Sobald sich diese Multimarker-Panels in leicht zugänglichen Körperflüssigkeiten wie Blut und Speichel verifizieren und anschließend in einer prospektiven Studie für die Früherkennung von Tumoren validieren lassen, würden dringend benötigte und für die Versicherten nicht belastende Testverfahren für die Sekundärprävention zur Verfügung stehen. Hier bietet sich beispielsweise eine Ergänzung zu radiologischen Verfahren an, wie die hochauflösende Niedrig-Dosis-Computer-Tomographie (LD-HRCT), die derzeit von der DGUV im Rahmen einer erweiterten Vorsorge angeboten wird.

Stand: