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Wider die Hinterlist

Krebs: Der Metastasenbildung mit Fluoreszenz-gelabelten Biomarkern auf der Spur

| Autor/ Redakteur: Anne Wesche* / Dr. Ilka Ottleben

Zirkulierende Tumorzellen aus einer einfachen Blutprobe helfen nicht nur bei der Prognosestellung während einer Krebserkrankung. Sie können auch als zuverlässige Marker eingesetzt werden, um Medikamente auf ihre Wirksamkeit zu testen und therapierelevante Eigenschaften zu detektieren.

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Abb. 1: Das Testsystem Maintrac, das prognostische und prädiktive Aussagen für Krebspatienten aus einer Liquid Biopsy zulässt, nutzt die Anwesenheit so genannter EpCAM-Moleküle auf der Oberfläche der zirkulierenden Tumorzellen und weist sie mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper und halbautomatischer Bildanalyse nach.
Abb. 1: Das Testsystem Maintrac, das prognostische und prädiktive Aussagen für Krebspatienten aus einer Liquid Biopsy zulässt, nutzt die Anwesenheit so genannter EpCAM-Moleküle auf der Oberfläche der zirkulierenden Tumorzellen und weist sie mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper und halbautomatischer Bildanalyse nach.
(Bild: Simfo)

Wenn Zellen entarten und sich deshalb in unserem Körper Tumore ausbilden, können diese gutartig (benigne) oder bösartig (maligne) sein. Maligne Tumorzellen vermehren sich unkontrolliert, dringen in umliegendes Gewebe ein und verschaffen sich Zutritt zu Blutgefäßen und Lymphbahnen. Einige dieser Tumorzellen sind in der Lage, sich an anderer Stelle im Körper neu anzusiedeln, wo sie wieder unkontrolliert wachsen können und auf diesem Weg die Metastasen-Bildung einleiten. Anhand einer einfachen Blutprobe, der sogenannten Liquid Biopsy, lässt sich dieser Prozess verfolgen.

Über 90% der Krebsfälle gehen auf Karzinome zurück. Karzinome sind Tumore, die sich aus epithelialem Gewebe entwickeln und deshalb gewebespezifische Merkmale, wie das epitheliale Zelladhäsionsmolekül EpCAM (epithelial cell adhesion molecule) auf ihrer Oberfläche tragen. Verlassen diese Zellen den Tumor und dringen in die Blutbahn ein, spricht man von zirkulierenden Tumorzellen (CTC: circulating tumor cells) oder auch von zirkulierenden epithelialen Tumorzellen (CETC: circulating epithelial tumor cells).

Zirkulierende Tumorzellen: Die Dynamik ist entscheidend

In Bayreuth gilt die Aufmerksamkeit der Dynamik der CETC/CTCs im Patientenblut unter Chemo-, Immun- oder Hormontherapie bzw. unter Langzeitbeobachtung. Dr. med. Katharina und Dr. med. Ulrich Pachmann – Gründer des Unternehmens Simfo (Spezielle Immunologie Forschung & Entwicklung) – entwickelten das Testsystem Maintrac, das prognostische und prädikitve Aussagen für Krebspatienten aus einer Liquid Biopsy zulässt. Dafür nutzen sie die Anwesenheit der EpCAM-Moleküle auf der Oberfläche der zirkulierenden Tumorzellen und weisen sie mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper und halbautomatischer Bildanalyse nach. 96% aller Karzinome präsentieren diese Moleküle, weshalb EpCAM weltweit der meistgenutzte Biomarker ist, um Tumorzellen im Blut zu identifizieren.

Der hochsensitive Test aus dem akkreditierten medizinischen Fachlabor ermöglicht den Nachweis von CETC/CTCs aus einer Blutprobe schon bevor eine Metastasierung aus einem Primärtumor erfolgt ist. Sobald der Tumor eigene Blutgefäße ausbildet, um sich optimal mit Nährstoffen zu versorgen, können seine Zellen aktiv in den Blut­kreislauf abwandern und mittels Maintrac bereits in einem frühen Stadium der Erkrankung detektiert werden.

Ergänzendes zum Thema
Begriffsdefinitionen: Von CETC bis Her2/neu
  • CETC: zirkulierende epitheliale Tumorzellen (circulating epithelial tumor cells)
  • CTC: zirkulierende Tumorzellen (circulating tumor cells)
  • EpCAM: epitheliales Zelladhäsionsmolekül (epithelial cell adhesion molecule)
  • Apoptose: von der Zelle selbst ausgelöster Zelltod
  • Her2/neu: Wachstumsfaktor-Rezeptor (human epidermal growth factor receptor 2), der bei übermäßigem Vorkommen die Zelle mit Wachstumssignalen überflutet.

Wichtig für den Test ist, dass die Probe innerhalb von 48 bis 72 Stunden nach der Blutabnahme im Transfusionsmedizinischen Zentrum Bayreuth (TZB) eintrifft, damit die Ergebnisse nicht durch absterbende Tumorzellen verfälscht werden, die eine allzu lange Transportzeit nicht überlebt haben. Für die Untersuchung werden aus der 15 ml umfassenden Blutprobe zunächst die Erythrozyten lysiert. Leukozyten beeinflussen die Messung nicht, da sie als Zellen des blutbildenden Systems nicht den Gewebsmarker ­EpCAM tragen.

Die verbleibenden Zellen werden in gepufferter Salzlösung aufgenommen, verdünnt und mit fluoreszenzmarkierten Antikörpern gegen das spezifische Oberflächenmolekül EpCAM inkubiert. Anschließend wird der Fluoreszenz-Farbstoff Propidium-Iodid zur Sichtbarmachung abgestorbener Zellen hinzugefügt. Die Messung findet mit einem Fluoreszenz-Mikroskop, dem Scan R von Olympus, statt. Nur vitale, EpCAM-positive Zellen mit unauffälliger Morphologie werden durch die Scan R Analysesoftware erfasst, gezählt und ausgewertet (s. Abb. 2).

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Prognose in Echtzeit

Der erste Wert der Messung wird als Basiswert gesetzt, denn jeder Patient hat seinen eigenen individuellen Schwellenwert. Die Zellzahlen werden über einen Zeitverlauf von mehreren Wochen, Monaten oder sogar Jahren miteinander verglichen und geben Aufschluss über die Tumoraktivität, denn die Anzahl der CETC/CTCs korreliert direkt mit dem Tumorwachstum.

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