Von der Genommedizin rollt eine Revolution in Richtung Krebsbehandlung

Ein mikroskopisches Bild von Brustkrebszellen, aufgenommen am US-amerikanischen National Cancer Institute am 8. September 2021. Krebs ist eine Erkrankung des Genoms, und bestimmte vererbte Genvarianten bilden die Grundlage für erbliche Krebsarten wie Brustkrebs. | Bildnachweis: NCI/Unsplash

Krebs hat sich weltweit zu einem großen Problem der öffentlichen Gesundheit entwickelt und jedes Jahr kommen etwa 20 Millionen neue Patienten hinzu. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass die Krebslast im nächsten Jahrzehnt um fast 60 % zunehmen wird, was sie möglicherweise zur zweithäufigsten Todesursache machen wird. Allein in Indien kommen jedes Jahr etwa 1,4 Millionen neue Krebsfälle hinzu, wobei laut Nationalem Krebsregister jedes Jahr fast einer von 1.000 Indern diagnostiziert wird.

Krebs ist eine Erkrankung des Genoms. Sie wird durch Veränderungen in den Genen verursacht, die dazu führen, dass sich einige Zellen unkontrolliert teilen. Diese Veränderungen können vererbt oder erworben werden. Vererbte genetische Varianten bilden die Grundlage vieler erblicher Krebsarten, darunter Brust- und Eierstockkrebs. Fortschritte in der Genomtechnologie in den letzten Jahrzehnten, darunter globale Initiativen wie der Cancer Genome Atlas, haben einen neuen Anstoß gegeben, die molekularen Grundlagen von Krebs zu verstehen, was wiederum zu einer neuen Generation von Therapien geführt hat, die auf molekulare Defekte abzielen.

Präzisionsonkologie

Solche Therapien werden Präzisions-Onkologie-Therapien genannt. Ihre Eignung in einem bestimmten Umfeld wird durch molekulare Tests bestimmt. Von den rund 200 Therapien, die die US-amerikanische Food and Drug Administration zugelassen hat, verfügen fast ein Drittel über einen DNA-basierten Test als Biomarker. Und während Wissenschaftler neue Biomarker für Krebserkrankungen entdecken, verlagert sich der Fokus in letzter Zeit auf die Frage, wie Genomtests zur tragenden Säule der Krebsbehandlung im klinischen Umfeld werden könnten.

Im Rahmen des laufenden britischen „100.000-Genom-Programms“ kam eine letzte Woche veröffentlichte Studie mit über 13.800 Krebspatienten zu dem Ergebnis, dass die Krebsgenomik die Krebsbehandlung tatsächlich verändern könnte. Berichten zufolge hat das Programm gezeigt, dass die Genomsequenzierung in Kombination mit routinemäßigen klinischen Daten Krebsbehandlungen individueller gestalten kann. Die Implikationen dieser Studie gehen weit über die Grenzen der gegenwärtigen medizinischen Praxis hinaus und markieren einen Fortschritt im Zeitalter der Präzisionsonkologie.

Das Herzstück dieser Transformation ist die Sequenzierung des gesamten Genoms, ein Werkzeug, das die gesamte DNA einer Person – also alle 3,2 Milliarden Nukleotide – in einem einzigen umfassenden Test sequenzieren kann. Bei der Sequenzierung und eingehenden Analyse wird das (aus dem Blut gewonnene) Genom nicht isoliert behandelt; Stattdessen treten sie zusammen mit der Sequenz des Genoms auf, das aus Krebsgewebe oder einem Tumor gewonnen wird.

Einblicke in Krebs

In der britischen Studie erhielten, sequenzierten und analysierten Forscher die Genome von Menschen mit verschiedenen Krebsarten; Die Genome stammten aus Blut und Tumorgewebe. Ihre Analyse brachte Details zu Tage, von denen die Forscher sagen, dass sie in klinischen Umgebungen angewendet werden können, um Behandlungsstrategien für Krebspatienten zu leiten.

Bemerkenswert ist, dass der Studie zufolge ein größerer Anteil der Personen, bei denen Gehirntumoren diagnostiziert wurden, sowie derjenigen, die mit Darm- oder Lungenkrebs zu kämpfen hatten, deutliche DNA-Veränderungen aufwiesen, die neue Angriffspunkte für die Therapie darstellen könnten. Die Studie lieferte auch neue Erkenntnisse, die sogar unser Verständnis von schwierigen Erkrankungen wie Eierstockkrebs und Sarkomen verändern könnten.

Beispielsweise wiesen etwa 10 % der Sarkome (seltene Krebsarten des Knochen- und Weichteilgewebes) genetische Veränderungen auf, die sich auf Behandlungsentscheidungen auswirken könnten. Die Forscher identifizierten auch einen entsprechenden Anteil der Eierstockkrebserkrankungen als potenziell erblich.

Konsequenzen der Genommedizin

Der Anstoß hinter dieser Studie steht im Einklang mit der Vision des öffentlichen Gesundheitssystems Englands. Insbesondere der National Health Service (NHS) war daran interessiert zu verstehen, wie die Genommedizin zur Verbesserung der Krebsbehandlung genutzt werden kann. Die Studie bedeutet auch die Verwirklichung des Versprechens der Präzisionsmedizin, das vor fast einem Jahrzehnt mit dem Start des bevölkerungsweiten „100.000-Genom-Projekts“ ins Auge gefasst wurde, bei dem Patienten im Rahmen einer größeren Genomik-Initiative rekrutiert wurden, deren Schwerpunkt ebenfalls auf Krebs lag als seltene genetische Erkrankungen.

Die aus dieser großen Studie gewonnenen Erkenntnisse finden in einigen Teilen des Vereinigten Königreichs bereits praktische Anwendung. Krankenhausverbände in den East Midlands integrieren Erkenntnisse aus der präventiven Genomsequenzierung und verweisen Personen mit bestimmten genetischen Mutationen an klinische Studien für bestimmte Therapien oder meiden diese Behandlungen oder eine Änderung der Dosierung von Therapien, die möglicherweise zu unerwünschten Nebenwirkungen führen könnten. Dies unterstreicht die unmittelbare Wirkung bahnbrechender Genomforschung: auf die Umsetzung der Patientenversorgung im klinischen Umfeld.

Doch trotz des Optimismus rund um diese bahnbrechende Studie haben viele Forscher auch zur Vorsicht geraten und eine differenziertere Sicht auf die Folgen der Genommedizin gefordert. Eine entscheidende Überlegung ist die praktische Nutzung der durch die Sequenzierung des gesamten Genoms gewonnenen Informationen – insbesondere in einem Szenario, in dem beispielsweise eine besonders schädliche genetische Veränderung bei einer Person festgestellt wurde, für die es jedoch keine Behandlungsmöglichkeiten gibt.

Veränderungen in der klinischen Prüfung

Glücklicherweise wird diese Lücke durch Fortschritte bei präzisen onkologischen Therapien schnell geschlossen. Die Forschung bewegt sich in Richtung eines umfassenderen Verständnisses von Tumoren, das Genomik sowie Studien zu Proteinen und Metaboliten im Körper integriert – auch bekannt als „Multi-Omics“. Gleichzeitig findet es immer häufiger Anwendung bei der Identifizierung neuer molekularer Subtypen von Krebs mit Auswirkungen auf das Fortschreiten und die Behandlung von Krebs. Die Integration dieser neuen Erkenntnisse in die klinische Versorgung erfordert jedoch einen Paradigmenwechsel in der bestehenden klinischen Prüfung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die neue Studie zwar einen Meilenstein in der Genomik und Genommedizin darstellt, aber wir können auch verstehen, warum sie auch eine breitere Diskussion über die Nuancen der Integration von Genomik und genomisch gesteuerten Behandlungen in die Standardprotokolle der Krebsbehandlung anstoßen wird. Während sich die Erkenntnisse aus der Genomforschung in der Onkologie weiter entfalten, eröffnen sich neue Horizonte, Chancen und – unverkennbar – Herausforderungen. Die Forschung aus solchen Studien wird den Grundstein für eine Zukunft legen, in der genomische Erkenntnisse und Beweise nahtlos in die klinische Entscheidungsfindung auf Bevölkerungsebene einfließen können.

Die Autoren sind leitende Berater der Vishwanath Cancer Care Foundation und außerordentliche Professoren am Indian Institute of Technology, Kanpur. Alle hier geäußerten Meinungen sind persönlich.

• Krebs ist eine Erkrankung des Genoms. Sie wird durch Veränderungen in den Genen verursacht, die dazu führen, dass sich einige Zellen unkontrolliert teilen.

• Im Rahmen des laufenden britischen „100.000-Genom-Programms“ kam eine letzte Woche veröffentlichte Studie mit über 13.800 Krebspatienten zu dem Ergebnis, dass die Krebsgenomik die Krebsbehandlung tatsächlich verändern könnte.

• In der britischen Studie erhielten, sequenzierten und analysierten Forscher die Genome von Menschen mit verschiedenen Krebsarten; Die Genome stammten aus Blut und Tumorgewebe.