Vielen Dank an das iGEM team Heidelberg 2022
für die Übersetzung des Artikels ins Deutsche.
In diesem Beitrag werde ich zwei Fragen beantworten, die du möglicherweise hast, nachdem du den Titel dieses Blogbeitrags gelesen hast. Ja, der Titel ist eine Anspielung auf den Filmtitel “Phantastische Tierwesen und wo sie zu finden sind”, der übrigens ein großartiger Film ist. Und ja, in diesem Beitrag werden wir einen Überblick über einige Methoden geben, mit denen man herausfinden kann, ob eine bestimmte Person Krebs hat oder nicht.
In einem früheren Blogbeitrag (“What is cancer?” von Leticia und Pablo) haben wir untersucht, was ein Krebstumor (im Folgenden einfach Tumor genannt) ist: eine Ansammlung von Zellen, die sich unkontrolliert teilen, z. B. weil die Kontrollmechanismen für Zellen im Körper nicht richtig funktionieren. Wir haben gelernt, dass es im Wesentlichen sechs Merkmale oder Fähigkeiten von Krebszellen gibt, die ihnen helfen zu überleben, obwohl sie nicht in den Körper gehören: Umgehung von Kontrollmechanismen, Umgehung der Wachstumsunterdrückung, Umgehung des normalen Zelltods, “unbegrenzte” Zellteilungen, eine (für das Wachstum) günstige Umgebung und die Fähigkeit, in andere Teile des Körpers einzudringen. Wir haben auch gelernt, dass Tumore durch Mutationen von Zellen entstehen und dass es viele verschiedene Krebsarten gibt, was die Behandlung sehr schwierig macht, obwohl es derzeit viele Fortschritte und Forschungsarbeiten gibt.
Aber gut, das ist es, was Krebs ist. Wie können wir herausfinden, ob jemand tatsächlich Krebs hat oder nicht? Angenommen, du hast den Verdacht, dass du oder eine dir nahestehende Person an Krebs erkrankt ist, oder du möchtest wissen, ob deine oder dessen Kinder in Zukunft an Krebs erkranken könnten. Nun, das sind unterschiedliche Fragen, also gehen wir sie der Reihe nach an.
Detektiv sein: Symptome, Vorgeschichte und Tatortbesichtigung
Du hast also den Verdacht, dass du oder eine dir nahestehende Person Krebs hat. Wahrscheinlich stützt du dich auf einige Symptome, die aufgetreten sind, und du hast vielleicht im Internet recherchiert oder mit jemandem, den du kennst, über die Symptome gesprochen, die darauf schließen lassen, dass es sich um Krebs handeln könnte. Erstens sind die Symptome bei den verschiedenen Krebsarten unterschiedlich; jemand mit Brustkrebs wird aus diesem Grund kein Blut urinieren, jemand mit Prostatakrebs aber schon. Es ist unmöglich, hier alle Symptome aufzulisten, aber wenn du glaubst, dass du eines (oder mehrere) Symptome hast, empfehle ich dir dringend, mit einem Arzt oder Spezialisten zu sprechen. Je früher, desto besser.
Aber wenn du glaubst, dass du Symptome hast, weißt du vielleicht (aber nicht unbedingt) auch, dass ein Verwandter Krebs mit ähnlichen Symptomen hat/hatte (auch ein entfernter). Dann ist es an der Zeit, den Spezialisten / den Arzt / den Tatort-Ermittler anzurufen. Er oder sie wird die Symptome und die Krankengeschichte überprüfen und auch einige Tests durchführen (worum es in diesem Beitrag hauptsächlich gehen soll, außer wenn ich um den heißen Brei herumrede), um weitere Informationen zu erhalten und schließlich festzustellen, ob du Krebs hast oder nicht. Diese Tests hängen wiederum von der Art des Krebses ab, den du hast. Bei Hautkrebs zum Beispiel kann man auf der Haut leichter Zellen entnehmen, bei Brustkrebs ist das nicht der Fall. Im Folgenden werde ich einige Tests erwähnen, die vielleicht nicht für alle Krebsarten, aber für viele oder einige wenige verwendet werden können.
Laboruntersuchungen
Einige Krebsarten betreffen zum Beispiel verschiedene Flüssigkeiten in deinem Körper, wie dein Urin oder Blut. Eine Möglichkeit, herauszufinden, ob du diese Art von Krebs hast oder nicht, besteht also darin, Unregelmäßigkeiten im Blut zu untersuchen. Leukämie ist ein solcher Fall, bei dem die Krankheit die Anzahl der weißen Blutkörperchen in Ihrem Blut beeinträchtigt und somit ein Indikator dafür ist, dass du möglicherweise Leukämie hast. Einige verschiedene Tests und einige Krebsarten, für die sie verwendet werden können, sind aufgeführt:
● CTC-Test (zirkulierende Tumorzellen) – metastatischer Brust- und Prostatakrebs
● CBC-Test (vollständiges Blutbild) – Leukämie und Anämie
● Durchflusszytometrie – Brust-, Prostata- und Blasenkrebs
● CA-125-Test (Biomarker für viele Krebsarten) – Eierstock-, Endometrium-, Bauchspeicheldrüsen-, Magen-, Leber-, Brust- und Lungenkrebs
Bildgebung
Krebstumore bilden in der Regel Zellklumpen und haften an Organen im Körper. Dies ist auf das schnelle und unkontrollierte Wachstum und die Teilung der Zellen zurückzuführen. Angenommen, dies ist in der Lunge geschehen, d. h. du hast Lungenkrebs, dann würde das bedeuten, dass du einen großen Gewebe- oder Zellklumpen an einer Stelle hast, an der du normalerweise keinen hast. Wenn der Arzt oder Spezialist also untersuchen würde, ob du einen Tumor in der Lunge hast, würde er prüfen, ob ein solcher Klumpen vorhanden ist. Der Arzt könnte dich aufschneiden und danach suchen, aber das ist sowohl unpraktisch als auch schlecht für den Patienten. Stattdessen könnte der Arzt bildgebende Verfahren wie MRT-, CT- oder PET-Scans verwenden, um Bilder vom Körperinneren zu machen und die Bilder auf Unregelmäßigkeiten zu untersuchen. Die Aufnahme von Bildern in guter Qualität ist schwierig und sehr komplex, und oft ist es für den Arzt schwierig, den Tumor auf dem Bild zu erkennen, selbst wenn er vorhanden ist. Interessanterweise können Computer hier in vielen Fällen bessere Leistungen erbringen als Menschen. Computerprogramme (dies fällt in den Bereich des Machine Learnings oder der künstlichen Intelligenz) können geschrieben werden, um Unregelmäßigkeiten in Bildern zu finden, selbst wenn die Tumore klein sind (für den Menschen kaum zu erkennen) oder wenn die Bilder von schlechter Qualität sind. Diese Programme haben wiederholt bewiesen, dass sie bessere oder ähnliche Leistungen erbringen wie Menschen.
Der Bereich der Bildgebung macht rasche Fortschritte; sowohl die Bilder werden besser (höhere Qualität) als auch die Methoden zu ihrer Verarbeitung werden immer besser. Dies ist vor allem auf die nicht-invasiven Eigenschaften der Bildgebung zurückzuführen, die sowohl einen schnellen Weg zum Erhalt von Informationen darstellt als auch den Patienten nicht schädigt und somit als Screening-Methode vor der Behandlung attraktiv ist. Sie ist auch deshalb attraktiv, weil Informatiker (populärwissenschaftlicher Bereich) eine große Last bei der Entwicklung übernehmen können und weil es einfach ist, Wissen weltweit zu teilen.
Biopsie
Nun, das ist die Methode, die wir eigentlich vermeiden wollen. Bei einer Biopsie wird eine Zellprobe aus dem Tumor entnommen, indem man den Patienten aufschneidet oder eine Operation durchführt. Eine Biopsie lässt sich leider nicht immer vermeiden, aber es werden zunehmend Methoden entwickelt und/oder verbessert, die eine Biopsie ersetzen können.
Keine Symptome, aber trotzdem willst du es wissen?
Ok, nächster Fall: Du hast keine Symptome, aber vielleicht hatte ein Elternteil von dir Krebs, oder vielleicht hast du ihn und willst wissen, ob er an Ihre Kinder weitergegeben wird. Nun, von hier an werden wir über Ihre Gene sprechen, denn sie sind in diesem Fall die Bösewichte.
Krebs ist leider genetisch bedingt, und etwa 5 bis 10 Prozent aller Krebsarten sind von den Eltern vererbbar. Viele Gene, die z. B. mit dem Zellwachstum zusammenhängen, wurden und werden untersucht, und Wissenschaftler haben mehrere gefunden, die, wenn sie nicht richtig funktionieren, Krebs verursachen können. Das Gen TP53 beispielsweise produziert ein Protein, das normalerweise das Wachstum von Tumoren einschränkt oder unterdrückt, und wenn es nicht richtig funktioniert, haben Tumoren eine größere Plattform, auf der sie wachsen können. Wie können wir also feststellen, ob ein Gen nicht richtig funktioniert, z. B. wenn es falsch konstruiert ist, und was können wir daraus lernen?
Eine Methode ist die DNA-Sequenzierung. Durch die Entnahme einer Blut- oder Speichelprobe von einer normalen und einer Krebszelle und den anschließenden Vergleich der DNA-Sequenzen können wir feststellen, ob etwas nicht in Ordnung ist. Es gibt verschiedene Methoden zur Bestimmung der DNA-Sequenz (Nukleotidsequenz), eine neue Methode heißt New Generation Sequencing (NGS), mit der ganze Genome sequenziert werden können, was sehr cool ist. Ich werde die Einzelheiten in einem anderen Beitrag erläutern, aber dies hilft bei der Suche nach den richtigen Biomarkern und damit bei der Auswahl der möglichen Behandlungen. Einige Behandlungen, wie die Immuntherapie, können nur dann eingesetzt werden, wenn der Rezeptor oder der Patient bestimmte Biomarker aufweist.
Ohne zu viel zu verraten: Wenn wir wissen, dass du ein bestimmtes dysfunktionales Gen hast, kann die Behandlung schneller beginnen. Wenn wir auch wissen, dass das Gen vererbbar ist, d. h. die veränderten Zellen in den Keimzellen (Spermien oder Eizellen) vorhanden sind, können wir frühzeitig Präventions- und Behandlungspläne für deine Kinder aufstellen.
Letzter Hinweis
Krebs ist eine “traurige” Krankheit, und der beste Weg, sie zu behandeln, besteht darin, die Behandlung so früh wie möglich zu beginnen. Wenn du glaubst, dass du Symptome hast, gehe zur Untersuchung. Es ist besser, einmal mehr zu gehen als einmal zu wenig. Prüfe auch, ob du vererbbare Gene hast, das könnte deinen Kindern in der Zukunft helfen.
Alles Gute
Robin
Quellen
[1]https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/cancer/diagnosis-treatment/drc-20370594
[2]https://www.cancercenter.com/diagnosing-cancer/lab-tests
[3] https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/genetics
[4] https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types/biomarker-testing-cancer-treatment
[5] https://www.nature.com/articles/d41586-020-03157-9
