Krebs früher erkennen

Das individuelle Schicksal der 1,3 Millionen Amerikaner, bei denen in diesem Jahr Krebs diagnostiziert wurde, wird weitgehend von einem einfachen Faktor bestimmt: In welchem ​​Stadium wurde die Krankheit entdeckt?

Eierstockkrebs bietet ein furchterregendes Beispiel. Aufgrund seiner vagen Symptome wird es normalerweise ignoriert oder fehldiagnostiziert, manchmal über Jahre hinweg. Achtzig Prozent der Patientinnen erfahren nicht, dass sie es haben, bis es sich über die Eierstöcke hinaus ausgebreitet hat. Zu diesem Zeitpunkt ist es normalerweise unheilbar; nur jeder dritte Patient überlebt fünf Jahre nach der Diagnose. Auf der anderen Seite kann eine Operation 90 Prozent der Patienten heilen, deren Krebs entdeckt wird, während sie noch auf den Eierstock beschränkt sind. Selbst notorisch tödliche Lungen- und Bauchspeicheldrüsenkrebse sind alles andere als ein Todesurteil, wenn sie früh genug erkannt werden. Krebserkrankungen können fast immer durch einfache, klassische Operationstechniken geheilt werden, wenn sie frühzeitig erkannt werden, sagt Bert Vogelstein, Molekulargenetiker am Howard Hughes Medical Institute in Johns Hopkins.

Solarzellen-Rollout

Diese Geschichte war Teil unserer Juli-Ausgabe 2004



  • Siehe den Rest der Ausgabe
  • Abonnieren

Das Problem ist natürlich, dass Krebserkrankungen, die mit nur wenigen abweichenden Zellen beginnen, naturgemäß schwer früh zu diagnostizieren sind. In den letzten Jahren ist jedoch eine neue Methode aufgetaucht, die verspricht, einfache Bluttests zu liefern, die die verräterischen molekularen Profile verschiedener Krebsarten einfach und genau identifizieren. Es ist seit langem bekannt, dass Krebs Spuren im Blut hinterlässt, aber diese Hinweise sind verwirrend und mehrdeutig. Blut durchströmt jedes Gewebe in Ihrem Körper 60 Mal pro Sekunde und schlägt es durch, sagt der Pathologe des National Institutes of Health, Lance Liotta. Man könnte sich vorstellen, dass in jeder Zelle und jedem Gewebe Fragmente von dem, was vor sich geht, in den Kreislauf gelangen.

Protein-Profiling

Routinemäßige Vorsorgeuntersuchungen für die meisten Krebsarten gibt es heute nicht. Mit wenigen wichtigen Ausnahmen war die Krebsvorsorge ein Fehlschlag; selbst weit verbreitete Methoden wie Brust- und Hodenselbstuntersuchungen und Mammographie sind in die Kritik geraten. Bei diesen Tests werden zu viele Krebserkrankungen übersehen und zu viele falsch-positive Ergebnisse erfasst, verdächtige Befunde, die sich als gutartig herausstellen. Das Ergebnis: viel Angst, viele unnötige Biopsien und Sondierungsoperationen – und relativ wenige Heilungen.

Die wenigen existierenden Bluttests für Krebs sind nicht besser. Nehmen Sie zum Beispiel PSA, den Test für Prostatakrebs, und CA-125 für Eierstockkrebs. Beide sind nach den Proteinen benannt, nach denen sie suchen, und beide sind schrecklich. PSA, das die American Urological Society jedem Mann über 50 empfiehlt, übersieht etwa ein Drittel der Krebspatienten, sagt David Sidransky, Krebsforscher bei Johns Hopkins, und nennt Patienten, die mit PSA positiv sind, fälschlicherweise als Krebspatienten etwa ein Drittel der Zeit. Bei Eierstockkrebs sieht das Bild noch schlimmer aus. Nur etwa die Hälfte der Patientinnen mit Eierstockkrebs im Frühstadium weist erhöhte CA-125-Spiegel auf, und die Rate falsch positiver Ergebnisse ist hoch, da einige gutartige Erkrankungen eine Überproduktion des Proteins verursachen. Daher ist CA-125 nur für die Überwachung des Fortschreitens oder Wiederauftretens von Eierstockkrebs zugelassen, nicht aber für das Screening.

George Wright, ein Zellbiologe an der Eastern Virginia Medical School in Norfolk, hat seine gesamte Forschungskarriere von mehr als 40 Jahren damit verbracht, bessere diagnostische Marker für die Krebsfrüherkennung zu finden. Er ist verständlicherweise frustriert. Vielleicht würde ein von uns entdeckter Protein-Biomarker 20 bis 30 Prozent, nicht 100 Prozent der Krebsarten erkennen, sagt Wright. Ebenso nutzlos sind Marker, die gesunde Menschen fälschlicherweise als krank diagnostizieren, unabhängig davon, wie viele Krebsarten sie aufdecken. Um für das Routine-Screening nützlich zu sein, muss ein Bluttest auf Krebs nahezu perfekt sein.

1998 las Wright in einer Fachzeitschrift einen Artikel über ein Biotech-Unternehmen in Kalifornien, das sich mit Proteinmustern beschäftigte; plötzlich schien dieser fast perfekte Test möglich. Das in Fremont ansässige Unternehmen Ciphergen Biosystems behauptete, dass ein paar Tropfen Blut Hunderte von Proteinen gleichzeitig aufdecken könnten, wenn sie mit einem Standardlaborinstrument namens Massenspektrometer analysiert würden. Die Proteine ​​werden jedoch nicht explizit identifiziert; Stattdessen druckt das Gerät ein Muster scharfer Spitzen und Täler aus, wobei jede Spitze den Blutspiegel eines unbekannten Proteins darstellt. Ciphergen dachte, dass der Vergleich der Ergebnisse von Krebspatienten mit denen von gesunden Probanden die Suche nach Krebs-Biomarkern erleichtern könnte, da viele Proteine ​​in Tumorzellen überproduziert werden. Richtig identifiziert und untersucht könnten diese Proteine ​​zu besseren Krebstests führen. Aber Wright hatte eine noch mutigere Idee: Die Muster selbst könnten eine vorgefertigte Signatur für Krebs sein. Die Strategie, Muster zu verwenden, würde, wenn sie funktionierte, den Zeitaufwand für die Erstellung eines Tests um Jahre oder sogar Jahrzehnte verkürzen, da die Identifizierung der einzelnen Proteine ​​​​und die perfekten Mittel zu deren Erkennung überflüssig würden.

Wright vermutete auch, dass Tests, die auf Krebsproteinprofilen basieren, einen genaueren Fingerabdruck von Krebs als jedes einzelne Protein haben könnten. Sie wären effektiver als alles, was verfügbar war, erinnert er sich an den skeptischen CEO von Ciphergen. Aber Wright kaufte im Januar 1999 eine Ciphergen-Maschine und begann selbst nach belastenden Mustern zu suchen.

Skizzieren einer Lösung

Wright war nicht allein. Zu der Zeit, als er mit seiner Arbeit begann, kam Liotta vom NIH und dem Forscher der US-amerikanischen Food and Drug Administration Emanuel Petricoin der gleiche Ansatz. Petricoin und Liotta wussten, dass Krebs auf Zellebene eine Kakophonie von Veränderungen sowohl im Tumorgewebe als auch im ihn umgebenden normalen Gewebe hervorruft. Diese Komplexität erscheint undurchdringlich. Aber das Duo dachte, dass sie genau diese Komplexität nutzen könnten, um einen Krebs-Fingerabdruck aus Spuren der im Blut zirkulierenden Krankheit zu generieren.

sich an Dinge erinnern, die nicht passiert sind

Wie Wright verwendeten Petricoin und Liotta ein Ciphergen-System, um Proteinprofile aus Blutproben zu erstellen. Ihre frühen Versuche, Krebsmuster zu finden, scheiterten jedoch, weil sie einfach versuchten, mit zu vielen Informationen zu jonglieren. Dann, im Juni 1999, erschien eine Lösung. Petricoin und sein Freund Peter Levine, ein Anwalt aus Maryland mit Erfahrung in der Datenanalyse, unterhielten sich beim Brunch über das Problem; Levine schlug vor, Mustererkennungsalgorithmen zu verwenden, um die riesige Datenmenge zu verstehen. Levine, der erwogen hatte, solche Algorithmen zur Analyse von Börsentrends und Rohstoffhandel einzusetzen, skizzierte die Krebsidee auf einer Serviette. In etwa fünf Minuten wurde uns beiden klar, dass dies ein wirklich faszinierender Ansatz sein würde, erinnert sich Petricoin.

Also testeten sie es zusammen mit Ben Hitt, einem Software-Ingenieur, der sich die notwendigen Algorithmen aus der Theorie der künstlichen Intelligenz entlehnte. Tatsächlich traten Krebsmuster auf, und im Jahr 2000 gründeten Levine und Hitt Correlogic Systems, um Bluttests für Krebs zu entwickeln. Anfang 2002 veröffentlichten die Forscher ihre Ergebnisse in der britischen medizinischen Fachzeitschrift Lanzette , was zeigt, dass sie ein spezifisches Proteinmuster verwenden könnten, um Eierstockkrebs zu erkennen. Ihr Test identifizierte 50 von 50 Frauen mit Krebs richtig und war bei 63 von 66 nicht betroffenen Frauen richtig negativ. Später erhielt er den Namen OvaCheck und versprach, der erste Bluttest zu sein, der genau genug ist, um für das allgemeine Eierstockkrebs-Screening verwendet zu werden. Ende 2002 hatte Correlogic OvaCheck an zwei große kommerzielle Labors lizenziert und plante für 2004 eine Produkteinführung.

Währenddessen drängte auch Wrights Gruppe in Virginia. Mit einem anderen Algorithmus zeigten der Molekularbiologe John Semmes von Wright und Ost-Virginia, dass ein Proteinmuster in 25 von 30 Fällen Prostatakrebs von einer gewöhnlichen gutartigen Erkrankung, der benignen Prostatahypertrophie, unterscheiden kann. Der PSA-Test hingegen kann die beiden Zustände nicht unterscheiden.

Während Wright betont, dass die Ergebnisse vorläufig sind, bewegt sich die Technologie weiterhin in Richtung Kommerzialisierung. Eine große erste Studie in vielen medizinischen Zentren sollte in etwa einem Jahr abgeschlossen sein; eine abschließende Validierungsstudie wird, wenn alles gut geht, im Jahr 2006 abgeschlossen. Und Eastern Virginia hat seine Technologie bereits an ein nicht genanntes Unternehmen lizenziert, damit es später zu einem ausgewachsenen Diagnosetest entwickelt werden kann.

Junk-Wissenschaft?

Angesichts des hohen Risikos ist ein vorsichtiger Ansatz sinnvoll. Tatsächlich erlitt Correlogic, das seine Technologie viel aggressiver als der Konzern aus Ost-Virginia weiterentwickelt hat, im vergangenen Winter einen kritischen Rückschlag. Im September 2003 kündigte Correlogic auf der Jahrestagung der Ovarian Cancer National Alliance, einer Interessenvertretung für Patienten, an, dass OvaCheck Anfang 2004 auf den Markt kommen wird. Im Februar wurden die Marketingpläne jedoch auf Eis gelegt, als die FDA Correlogic und seine beiden benachrichtigte Partner, dass der Test möglicherweise eine behördliche Zulassung benötigt - etwas, das normalerweise nicht für diagnostische Tests erforderlich ist, die von klinischen Labors vermarktet werden. Jetzt arbeiten das Unternehmen und die FDA einen Plan für die weitere Entwicklung aus.

Der größte Fehler war die Ankündigung, dass Sie einen Bluttest durchführen lassen, sagt Semmes von Eastern Virginia, der feststellt, dass Correlogic zum Zeitpunkt der Ankündigung noch nicht einmal sein Diagnosemuster, zumindest in veröffentlichter Form, fertiggestellt hatte. Diese Behauptung, glaube ich, hat dem Feld enorm geschadet. Sogar Petricoin und Liotta haben sich von dem Test distanziert, den sie mitentwickelt haben.

Das Feld muss auch einen wissenschaftlichen Rückschlag gegen die gesamte Idee der Proteinmusterdiagnostik verkraften. Eleftherios Diamandis, Krebsexperte von der University of Toronto in Ontario, nennt das Original Lanzette Eierstockkrebs Papier kompletter Müll. Diamandis behauptet, dass die Muster nicht wirklich Proteine ​​​​darstellen, die von Krebszellen produziert werden. Die Technologie werde scheitern, weil die von ihnen überwachten Moleküle nicht die richtigen seien, sagt Diamandis. Ich glaube nicht, dass die Massenspektrometrie, wie sie sie durchführt, empfindlich genug ist. Stattdessen fordert er, zuerst die Proteine ​​hinter den Peaks zu identifizieren, um sicherzustellen, dass es sich wirklich um Krebsproteine ​​handelt, und dann Standardtests zu entwickeln, um sie zu erkennen. Dann können wir sie alle zusammenfassen und eine einigermaßen gute klinische Diagnose stellen, sagt Diamandis.

Petricoin ist fest davon überzeugt, dass die Instrumente Krebsproteine ​​​​verfolgen, räumt jedoch ein, dass der Beweis nur durch strenge Studien erbracht werden kann. Der einzige Weg, um zu beweisen, dass es echt ist oder nicht, ist die Validierung, wie bei jedem Biomarker, sagt er. Der Aufwand lohne sich, fügt er hinzu, denn die Generierung von Mustern sei relativ einfach, während die Identifizierung von Proteinen und die Umsetzung dieses Wissens in einen nützlichen Labortest noch vor klinischen Studien Jahre dauern könne. Die Debatte darüber, ob es wichtig ist, die bestimmten Proteine ​​​​oder andere Moleküle zu identifizieren, die ein Muster bilden, also [streiten], wie viele Engel auf einem Stecknadelkopf tanzen, stimmt Levine zu. Wenn Sie kurzfristig eine lebensrettende Diagnostik entwickeln können, ist das für mich der Anfang vom Ende der Diskussion.

Die Zukunft testen

lohnt sich starlink

Petricoin und Liotta, auch von Kritikern unbeeindruckt, schreiten stetig voran, wenn auch getrennt von Correlogic. Sie bewerten ihren eigenen Eierstockkrebstest in einer klinischen Studie für Frauen in Remission, um eine Rückkehr der Krankheit zu erkennen. Sie beabsichtigen, die Methode zur Überprüfung durch die FDA einzureichen und die zugehörige Technologie nicht ausschließlich an jedes Unternehmen zu lizenzieren, das daran interessiert ist, sie anzubieten.

Die beiden Wissenschaftler bereiten auch ähnliche Tests für Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- und Prostatakrebs vor. Sie stellen sich eine Zukunft vor, in der eine kleine Blutprobe, die regelmäßig in der Arztpraxis entnommen wird, ein vollständiges Bild des aktuellen Krankheitszustands des gesamten Körpers ergibt. Unser Ziel ist es, zu zeigen, dass man tatsächlich ein Proteinmuster entwickeln kann, das Krankheiten unterscheiden kann, und dass das [National Cancer Institute] dies bis zur FDA-Zulassung führt, sagt Petricoin.

Aber der erste diagnostische Test, der auf Proteinprofilen basiert, wird wahrscheinlich ein Eierstockkrebstest von Ciphergen sein, der Firma, mit deren Maschine alles begann. Ciphergen verwendet kein Muster an sich, sondern hält an seinem ursprünglichen, konservativeren Ansatz fest: Mithilfe von Proteinmustern werden Marker gefunden, die dann individuell identifiziert und auf ihre Fähigkeit, Krebs von Nicht-Krebs zu unterscheiden, validiert werden.

Das Unternehmen entwickelt Tests, die Massenspektrometrie verwenden, um diese spezifischen Marker im Gegensatz zum gesamten Proteinmuster zu erkennen. Ciphergen arbeitet auch an Bauchspeicheldrüsen- und Prostatakrebstests, aber sein Eierstockkrebstest, der auf drei Proteinmarkern basiert, ist am weitesten fortgeschritten. Unser Ziel ist es, den Test bis Ende dieses Jahres oder Anfang nächsten Jahres zu kommerzialisieren, sagt Gail Page, Präsidentin der Diagnostikabteilung von Ciphergen.

Ob es die Schleusen für ähnliche Tests öffnet, hängt von seiner Leistung ab. Aber Ciphergen ist bestrebt, Protein-Profiling als Grundlage für eine neue und bessere Krebsdiagnostik zu nutzen. Wir glauben, dass dies die Welle der Zukunft sein wird, sagt Eric Fung, Direktor für klinische Angelegenheiten bei Ciphergen und einer der Begründer des Eierstockkrebstests. Es gebe einen Übergang von einzelnen Markern zu mehreren Markern, und eines Tages werde es sich zu Mustern entwickeln, sagt er. Es ist meine persönliche Ansicht, dass wir dort landen können, aber wir sind noch nicht da.

Viele unternehmungslustige Wissenschaftler und Unternehmen setzen jedoch darauf, dass Muster innerhalb weniger Jahre einsatzbereit sein werden. Und sie erwarten, dass Muster Krebs früher, genauer und zuverlässiger diagnostizieren als ein begrenzter Satz bekannter Marker wie der von Ciphergen, wie gut gewählt. Wright zum Beispiel, obwohl er jetzt im Ruhestand ist und eine beratende Rolle spielt, setzt seine Suche nach einem genauen Krebstest auf der Grundlage von Mustererkennung fort. Vier Jahrzehnte des Scheiterns haben ihn gelehrt, vorsichtig zu sein, aber er kann seine Aufregung nicht verbergen. Es wird noch einige Jahre dauern, bis wir wissen, ob sich dies definitiv als nützlich erweisen kann, sagt er. Trotzdem, fügt er hinzu, ist es sehr spannend, sehr vielversprechend.

Auf Proteinmustern basierende Tests könnten, wenn sie funktionieren, helfen, Millionen von Leben zu retten. Aber wie Wright und andere Krebsforscher wissen, sind sie nicht das letzte Wort bei der Krebsdiagnose. Es gibt kein magisches Elixier, sagt Petricoin. Nichts ersetzt einen intelligenten Arzt, der mit einem Patienten arbeitet.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen