Epigenetische Analysemethoden erobern das Feld der personalisierten Medizin.
Wien. Viele Krankheiten hinterlassen im Erbgut epigenetische Spuren, die stabil und charakteristisch sind. Können diese Veränderungen gemessen werden, ermöglicht das neue Einblicke in den Mechanismus von Krankheiten jedes Einzelnen. Das ist besonders wichtig, um besser diagnostizieren und patientenspezifische Therapieentscheidungen treffen zu können. Gleich vier neue Studien, an der Forscher des Cemm Forschungszentrums für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften federführend beteiligt sind, zeigen nun die Machbarkeit solch epigenetischer Analysen in diesem Bereich auf.
Architektur der Gene
Die DNA ist wie eine Perlenschnur aufgebaut. Nur winzige Anhängsel können ihre Architektur und damit auch ihre Funktion verändern. Dabei spricht man von Epigenetik. Unter anderem sind es sogenannte Methylgruppen, die sich infolge innerer oder äußerer Einflüsse ans Erbgut heften und dafür sorgen, welche Gene ein- und welche ausgeschaltet werden. Diese chemischen Modifikationen kontrollieren also die Genaktivität, ohne den genetischen Code zu verändern.
Ein Tumor etwa profitiere dann, wenn es ihm gelingt, gewisse Schutzmechanismen einer Zelle dauerhaft abzuschalten, erklärt der Cemm-Forschungsgruppenleiter Christoph Bock gegenüber der "Wiener Zeitung". Dies könne durch genetische, aber auch epigenetische Veränderungen an der DNA geschehen. So sei etwa das Erbgut von wichtigen Genen, die vor Krebs schützen, in Tumorzellen oft methyliert und damit stillgelegt. "Die Methylierungsmuster einer Zelle werden bei der Zellteilung normalerweise stabil vererbt, wenn sie nicht durch besondere Umwelteinflüsse oder Medikamente überschrieben werden", so Christoph Bock.
Diese Tatsache kann etwa Krebspatienten zugutekommen, die Metastasen aufweisen, deren primärer Tumor aber nicht identifiziert werden kann. In Kooperation mit dem Idibell-Forschungsinstitut in Barcelona konnten die Wissenschafter zeigen, "dass die Metastasen ein epigenetisches ,Gedächtnis' ihrer Herkunft enthalten". Dies erlaubt mittels DNA-Analyse die Identifikation des ursprünglichen Tumors - denn jeder Zelltyp hat ein ganz charakteristisches Methylierungsmuster.
Im klinischen Einsatz
Der spezifische epigenetische Test, der also die Verknüpfung zwischen Metastasen und dem Primärtumor herstellt, wurde bereits von einer spanischen Firma für den klinischen Einsatz weiterentwickelt und sei mittlerweile zertifiziert, so Bock. Dadurch wird es möglich, den passenden Therapieweg einzuschlagen.
Solche Muster können aber etwa auch bei bestimmten Gehirntumoren zur Vorhersage einer Therapieresistenz verwendet werden, führt der Forscher als weiteres Beispiel an.
Ziel der Studien, die in den Fachblättern "Nature Biotechnology" beziehungsweise "Nature Communications" publiziert sind, war es, die technischen Voraussetzungen für den umfassenden Einsatz von epigenetischen Tests in der Präzisionsmedizin zu schaffen. Damit sei nun auch der Boden aufbereitet, um diese Tests für die Diagnose und die Unterstützung wichtiger Therapieentscheidungen im klinischen Alltag zu etablieren.
Die Studien sind im Rahmen des European Blueprint Project und dem International Human Epigenome Consortium entstanden. Sie stellen einen Meilenstein in der Anwendung epigenetischer Information in der klinischen Diagnostik und Präzisionsmedizin dar, heißt es zur Studie.
Der Brückenschlag
In einem nächsten Schritt müssen die Tests nun für einzelne Krankheiten und klinische Fragestellungen optimiert und validiert werden, sagt Bock. "Es ist Teil unserer Mission, innovative Plattformen für die Präzisionsmedizin zur Verfügung zu stellen", so Cemm-Direktor Giulio Superti-Furga zur Studie. Mit den Arbeiten seiner Forscher werde gezeigt, "dass Epigenetik die Brücke zwischen dem Genom und der Erkrankung bildet".