Biomarkertest

Diagnose

Biomarkertest

In den letzten Jahren konnten Forscher wichtige Erkenntnisse in Bezug auf die genetischen Eigenschaften von Krebszellen vor allem bei nicht-kleinzelligen Lungentumoren (NSCLC) gewinnen. Diese Eigenschaften dienen in bestimmten Fällen als Ansatzpunkt für eine zielgerichtete Behandlung. Um festzustellen, ob sich ein Tumor für diese zielgerichtete Behandlung eignet, testet man dessen Gewebe auf sogenannte Biomarker.

Wie funktioniert der Biomarkertest?

Um das Tumorgewebe genetisch untersuchen zu können, entnimmt man dem Patienten eine kleine Gewebeprobe. Diese Gewebeentnahme bezeichnet man als Biopsie. Anschließend wird das entnommene Gewebe von einem spezialisierten Labor, der Pathologie untersucht. Das Labor ermittelt durch den sogenannten Biomarkertest, ob bestimmte Gene des Tumors Veränderungen, sogenannte Mutationen, aufweisen. Denn bei diesen genetischen Veränderungen setzen die spezialisierten Therapien an.

Bei nicht-kleinzelligem Lungenkrebs sucht man deshalb speziell nach Veränderungen in bestimmten Genen. Unter anderem werden folgende Gene bei der Testung auf Veränderungen untersucht:

  • das Epidermal-Growth-Factor-Receptor-Gen (EGFR-Gen)
  • das Anaplastische Lymphomkinase-Gen (ALK-Gen)
  • das Proto-Onkogen-Tyrosin-Protein-Kinase-Gen (ROS1-Gen)

In vielen Fällen trägt eine genetische Veränderung in diesen Genen zum Wachstum des Tumors bei.

Der Biomarkertest gibt Aufschluss darüber, um welche Genveränderung es sich handelt. Dadurch, können Sie eine Therapie erhalten, die eine individuelle Eigenschaft Ihres Tumors angreift. Eine solche Behandlung heißt deshalb auch personalisierte Krebstherapie.

Was ist EGFR-positiver Lungenkrebs?

Liegt eine Mutation am EGFR-Gen vor, kommt es zu einer Veränderung des EGF-Rezeptors. Diese Veränderung bewirkt, dass über bestimmte Proteine vermehrt Signale an die Tumorzellen ausgesendet werden. Die Signale regen die Tumorzellen zu unkontrolliertem Wachstum und übermäßiger Teilung an. Diese Veränderung der Tumorzellen am EGF-Rezeptor lässt sich bei rund 15 Prozent der Patienten nachweisen.

Was ist ALK-positiver Lungenkrebs?

Bei machen Formen von Lungenkrebs kann es vermehrt zu Hirnmetastasen kommen. Eine Form des NSCLC ist der ALK-positive Lungenkrebs. Bei den hier auftretenden Gehirnmetastasen spielen das Zentrale Nervensystem (ZNS) und die Blut-Hirn-Schranke eine entscheidende Rolle.

Bei etwa fünf Prozent der Patienten kommt es durch die Mutation des ALK-Gens zu einer Veränderung am ALK-Rezeptor. Diese führt dazu, dass die Tumorzellen durch ein Protein verstärkt Wachstumssignale übermittelt bekommen.

Was ist die Blut-Hirn-Schranke?

Moderne Arzneimittel wirken daher direkt im ZNS und können die Blut-Hirn-Schranke passieren. So vermindern sie das Wachstum sowie die Ausbreitung des Tumors. Sie schützen nicht nur vor der Entstehung von Hirnmetastasen, sondern bekämpfen auch sehr wirksam bereits bestehende Metastasen im ZNS. Dadurch können Funktionseinschränkungen vermieden und reduziert werden.

Die Blut-Hirn-Schranke ist ein natürlicher Schutz, durch den ein Eindringen von schädlichen Stoffen oder Proteinen in das ZNS verhindert wird. Um aber eine Wirkweise im Gehirn zu erzielen, beispielsweise bei Hirnmetastasen, ist es wichtig, diesen Schutzmechanismus zu umgehen.

Mehr Informationen zum ZNS und der Bedeutung der Blut-Hirn-Schranke bei dieser Form von Lungenkrebs erhalten Sie im Video.

Bedeutung der Blut-Hirn-Schranke bei Lungenkrebs
In diesem Video erfahren Sie mehr über das ZNS und die Bedeutung der Blut-Hirn-Schranke bei Lungenkrebs.

Was ist ROS1-positiver Lungenkrebs?

Etwa ein bis zwei Prozent der Patienten weisen eine Veränderung des ROS1-Gens auf. Auch diese Veränderung führt dazu, dass die normale Signalweiterleitung gestört ist. Ähnlich wie die Mutation beim ALK-Gen, führt die ROS1-Genmutation dazu, dass dauerhaft Wachstumssignale an das Tumorgewebe weitergeleitet werden. Alle drei Genveränderungen führen also auf ähnliche Weise zu einer schnellen Ausbreitung des Tumors.

Wie kann das Tumorwachstum gebremst werden?

Um das Tumorwachstum zu stoppen, muss durch den Test zuerst herausgefunden werden,
ob eine zielgerichtete Therapie infrage kommt. Je nachdem, welche Mutation vorliegt, handelt es sich unter anderem um EGFR-, ALK-, oder ROS1-postiven Lungenkrebs. Für jede dieser genetisch ausgelösten Fehlfunktionen gibt es ein zielgerichtet wirkendes Medikament. Diese Medikamente nennt man auch Inhibitoren oder Hemmer. Sie setzen sich an den jeweiligen Rezeptor und verhindern (hemmen) die übermäßige Aussendung von Wachstumssignalen. Dadurch bremsen sie die unkontrollierte Teilung der Tumorzellen.

Wie läuft der Biomarkertest ab?

Die Untersuchung des Tumorgewebes, auch als Molekulardiagnostik bezeichnet, ist ein Prozess aus mehreren Schritten. Die einzelnen Schritte eines solchen Testablaufes finden Sie im Folgenden anschaulich erklärt.

Prozess der Molekulardiagnosik
Für die Molekulardiagnostik wird dem Patienten mittels einer sogenannten Biopsie Gewebe aus dem Tumor entnommen. Damit von dem Tumorgewebe hauchdünne Schnitte angefertigt werden können, wird das Gewebe in Paraffin eingebettet. Paraffin ist eine wachsartige Substanz, die das Gewebe schnittfest und haltbar macht.
Gewebeschnitt
Im ersten Schritt wird das Tumorgewebe mit einer bestimmten Technik, der sogenannten Hämatoxilin-Eosin-(H&E)-Färbung, angefärbt. Die verschiedenen Gewebearten erhalten dadurch unterschiedliche Färbungen: Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob und wo Tumorgewebe vorhanden ist. Mittels einer weiteren Methode (Polymerasekettenreaktion, PCR) kann aus den Gewebeschnitten die genetische Information des Tumors gewonnen werden.
DNA-Generierung
Da die genetische Information in der DNA gespeichert sind, muss zunächst die DNA aus dem Gewebe extrahiert, sozusagen "isoliert", werden.
DNA-Mengen- und Qualitaetsbestimmung
Bevor die isolierte DNA weiter verwendet werden kann, wird zunächst mit dem dargestellten Gerät (DNA-Quantifizierer) überprüft, wie viel von der DNA gewonnen werden konnte und ob sie rein genug für eine weitere Analyse ist.
Vorbereitung fuer PCR
Da durch eine DNA-Isolierung aus Gewebeschnitten immer nur sehr wenig DNA gewonnen werden kann, muss für eine DNA-Analyse zuerst die gewonnene DNA vervielfältiget werden. Das heißt, von der DNA werden sehr viele Kopien erstellt. Dieses Verfahren wird als Polymerasekettenreaktion (PCR) bezeichnet.
PCR- und DNA-Analyse
Sobald durch die PCR eine für die Analyse ausreichende Menge an DNA erhalten werden konnte, wird die DNA des Tumors automatisch analysiert.
Standardisierter Ergebnisreport
Durch die Analyse der DNA kann bestimmt werden, um welche Tumorart es sich handelt. Da jede Tumorart eine andere Therapie erhält, werden die Ergebnisse der Analyse in einem standardisierten Ergebnisreport zusammengefasst und eine Empfehlung für die Behandlung des Tumors ausgesprochen.