​In der diagnostischen Medizin sind Biopsien, bei denen eine Gewebeprobe zur Analyse entnommen wird, ein gängiges Instrument zur Erkennung vieler Erkrankungen. Dieser Ansatz hat jedoch mehrere Nachteile: Er kann schmerzhaft sein, extrahiert nicht immer das erkrankte Gewebe und kann nur in einem ausreichend fortgeschrittenen Krankheitsstadium angewendet werden, sodass es in einigen Fällen zu spät für eine Intervention ist. Daher versuchen Forscher, weniger invasive und genauere Optionen für Diagnosen zu finden.

Professor Nir Friedman und Dr. Ronen Sadeh vom Life Sciences Institute und der School of Computer Engineering haben eine Studie in Nature Biotechnology veröffentlicht, die zeigt, wie eine Vielzahl von Krankheiten durch einen einfachen Bluttest erkannt werden können. Der Test ermöglicht es Labortechnikern, den Zustand der toten Zellen im gesamten Körper zu identifizieren und zu bestimmen und so verschiedene Krankheiten zu diagnostizieren, einschließlich Krebs und Erkrankungen des Herzens und der Leber. Der Test ist sogar in der Lage, spezifische Marker zu identifizieren, die sich zwischen Patienten unterscheiden können, die an denselben Arten von Tumorwachstum leiden. Diese Funktion kann Ärzten helfen, personalisierte Behandlungen für einzelne Patienten zu entwickeln.

Der Test basiert auf einem natürlichen Prozess, bei dem jeden Tag Millionen von Zellen in unserem Körper sterben und durch neue Zellen ersetzt werden. Wenn Zellen sterben, wird ihre DNA fragmentiert und einige dieser DNA-Fragmente erreichen das Blut und können durch DNA-Sequenzierungsmethoden nachgewiesen werden. Alle unsere Zellen haben jedoch die gleiche DNA-Sequenz, und daher kann durch einfaches Sequenzieren der DNA nicht identifiziert werden, von welchen Zellen sie stammt. Während die DNA-Sequenz zwischen den Zellen identisch ist, unterscheidet sich die Art und Weise, wie die DNA in der Zelle organisiert ist, wesentlich. Die DNA ist in Nukleosomen verpackt, kleine, sich wiederholende Strukturen, die spezialisierte Proteine enthalten, die als Histone bezeichnet werden. Auf die Histonproteine schreiben die Zellen einen einzigartigen chemischen Code, der uns die Identität der Zelle und sogar die darin ablaufenden biologischen und pathologischen Prozesse mitteilen kann. In den letzten Jahren haben zahlreiche Studien erfolgreich ein Verfahren entwickelt, bei dem diese Informationen identifiziert werden und somit eine abnormale Zellaktivität aufdecken können.

Ein neuer Ansatz der Forscher der Hebräischen Universität, Professor Friedman und Dr. Ronen Sadeh, ist in der Lage, diese Informationen aus der DNA im Blut genau zu lesen und damit die Art der Krankheit oder des Tumors zu bestimmen, genau dort, wo sie im Körper gefunden wird und sogar wie weit es entwickelt ist. 

Der Ansatz beruht auf der Analyse epigenetischer Informationen in der Zelle, eine Methode, die in den letzten Jahren zunehmend verfeinert wurde. „Als Ergebnis dieser wissenschaftlichen Fortschritte haben wir verstanden, dass wir diese Daten verwenden könnten, um die Gewebequelle toter Zellen und die Gene, die in genau diesen Zellen aktiv waren, zu bestimmen, wenn diese Informationen innerhalb der DNA-Struktur im Blut erhalten bleiben. Basierend auf diesen Erkenntnissen können wir wichtige Details über die Gesundheit des Patienten aufdecken“, erklärt Professor Friedman. „Wir können besser verstehen, warum die Zellen gestorben sind, ob es sich um eine Infektion oder um Krebs handelt, und auf dieser Grundlage besser positionieren, um zu bestimmen, wie sich die Krankheit entwickelt.“

Neben den eindeutigen diagnostischen Vorteilen dieses Verfahrens ist der Test auch nicht invasiv und weitaus kostengünstiger als herkömmliche Biopsien. Dr. Ronen Sadeh sagte: „Wir hoffen, dass dieser Ansatz eine frühere Diagnose von Krankheiten ermöglicht und Ärzten hilft, Patienten effektiver zu behandeln. Wir haben das Potenzial dieses Ansatzes erkannt und sehen, wie nützlich diese Technologie für diagnostische und therapeutische Zwecke sein kann. Wir haben das Unternehmen Senseera gegründet, das in Zusammenarbeit mit großen Pharmaunternehmen an klinischen Tests beteiligt sein wird, um diesen innovativen Ansatz für Patienten verfügbar zu machen.“

 

(Hebräische Universität, 08.02.2021)