Künstlicher Leberfleck als Frühwarnsystem
Oft erhalten Betroffene eine Krebsdiagnose erst, wenn der Tumor bereits weit fortgeschritten ist. Damit sinken die Aussichten auf Heilung massiv. Könnte man solche Wucherungen zuverlässig und frühzeitig entdecken, würde dies Leben retten und auch teure und belastende Therapien verkürzen.
Forschende um Martin Fussenegger, Professor am Departement für Biosysteme der ETH Zürich in Basel, haben eine mögliche Lösung dafür gefunden. Ein synthetisches Gennetzwerk fungiert als Frühwarnsystem. Es erkennt die vier häufigsten Krebsarten Prostata-, Lungen-, Dickdarm- und Brustkrebs in einem sehr frühen Stadium, nämlich schon dann, wenn die Kalziumwerte im Blut aufgrund des sich anbahnenden Tumors erhöht sind.
Das genetische Netzwerk haben die Biotechnologen in menschliche Körperzellen eingebaut. Diese wiederum haben sie in ein Implantat verpackt, das unter die Haut des Patienten eingepflanzt wird. Dort überwacht es ständig den Kalziumpegel im Blut. Sobald dieser einen bestimmten Schwellenwert über eine längere Zeit überschreitet, wird eine Signalkaskade in Gang gesetzt.
Diese stösst die Produktion des körpereigenen Bräunungsstoffs Melanin in den genetisch veränderten Zellen an. Daraufhin bildet sich in der Haut ein brauner Leberfleck, der von blossem Auge sichtbar ist. Der Fleck erscheint lange bevor sich die entsprechende Krebserkrankung mit herkömmlichen Diagnosen feststellen lässt. Bildet sich der braune Fleck, geht der Patient zum Arzt, der weitere Abklärungen macht.
«Früherkennung erhöht die Überlebenschancen deutlich», wird Fussenegger in einer Mitteilung der ETH Zürich vom Donnerstag zitiert. Wird etwa ein Brustkrebs frühzeitig erkannt, liegt die Heilungschance bei 98 Prozent. Wird der Tumor jedoch zu spät diagnostiziert, hat nur jede vierte Frau gute Aussichten auf Heilung.
Praktisch an der Entwicklung ist, dass sie die Selbstkontrolle verbessert, was kostengünstig ist. Allerdings hat das Implantat den Nachteil, dass es eine kurze Lebensdauer von rund einem Jahr hat. Danach müsste es ersetzt werden.
Die Wissenschaftler haben das Implantat bisher erst an Mäusen und an Schweineschwarten getestet und ihre Resultate in der Fachzeitschrift «Science Translational Medicine» veröffentlicht. Von Versuchen an Menschen ist man noch weit entfernt. Um das Implantat zur Marktreife zu bringen, rechnet Fussenegger mit mindestens zehn Jahren Forschungs- und Entwicklungszeit.
Das «biomedizinische Tattoo», wie Fussenegger die Entwicklung nennt, wäre aber auch auf andere sich schleichend entwickelnde Krankheiten übertragbar, etwa auf neurodegenerative Erkrankungen oder Hormonstörungen. Die Forscher bräuchten nur den molekularen Sensor auszutauschen, um andere Biomarker als Kalzium zu messen.