Die Zellen im Tresor speichern

24. Oktober 2011, 18:35
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Das Sammeln und Katalogisieren menschlichen Gewebes ist die Grundlage für eine neue Medizin mit neuen Diagnose- und Prognosemöglichkeiten - Der Grazer Pathologe Kurt Zatloukal ist davon überzeugt, dass das in Zukunft mit Speichelproben gelingen sollte

Auf dem Weg zum besseren Verständnis von Krankheiten war die Entschlüsselung des menschlichen Genoms eigentlich nur der erste Schritt in Richtung einer neuen Medizin. Man hatte den Bauplan, die Basis für das Leben, beschrieben. Mehr als zehn Jahre später ist man schon viel weiter und beginnt, das Metabolom in seiner Gesamtheit zu erfassen, also die Stoffwechselprodukte aller biologischen Prozesse, die durch das Zusammenwirken des Genoms und der Umwelteinflüsse bestimmt werden.

Biobanken vernetzen

"Erst dadurch kann man konkrete Rückschlüsse auf die Entstehung einer individuellen Erkrankung ziehen", sagt der Pathologe Kurt Zatloukal, der an der Med-Uni Graz den Grundstein für die größte, öffentlich zugängliche europäische Biobank mit 4,5 Millionen menschlichen Gewebeproben gelegt hat. Von 2008 bis 2011 leitete er auch ein Infrastrukturprojekt der EU, in dem europäische Biobanken vernetzt werden (European Biobanking and BioMolecular Resources Research Infrastructure, BBMRI).

Derzeit herrscht noch Skepsis darüber, ob man mit derartigen Sammlungen von "humanem Probenmaterial" auch Aussagen über das Metabolom machen kann. Welche Stoffwechselprodukte zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegen, hängt nämlich davon ab, was die jeweilige Person gegessen hat, ob sie körperlich aktiv war und unter welchen Umweltbedingungen sie gelebt hat. "Das ist eine Vielzahl von nur schwierig erfassbaren Parametern", sagt Zatloukal im Gespräch mit dem Standard.

Die Herausforderung müsse man aber annehmen: Forscher der Universität Florenz hätten herausgefunden, dass das Metabolom über einen bestimmten Zeitverlauf ein konstanter Faktor ist. So konstant, dass bei einer Analyse der Stoffwechselprodukte über mehrerer Jahre hinweg eine Person wie durch einen Fingerabdruck identifiziert werden könnte. Es sei denn, die Person erkrankt an einer schweren systemischen Störung wie etwa einem Tumor, einer Stoffwechselerkrankung, einer Allergie oder Autoimmunerkrankung wie Zöliakie. Dann ändert sich das Bild schlagartig.

Schwankungen, die auf eine solche Krankheit schließen lassen, können nur festgestellt werden, wenn man biologische Proben wiederholt entnimmt. Eine Herausforderung, denn niemand will täglich wegen einer Blutabnahme in die Klinik oder zum Hausarzt. Zatloukal meint, dass eine Speichelprobe für derartige Untersuchungen genügen würde. Sie hätte zumindest den Vorteil, jederzeit und leicht verfügbar zu sein. Weshalb er hofft, dass ein Test für die Selbstanwendung entwickelt wird.

Mit der Speichelprobe wäre schlussendlich auch eine Prognose leichter möglich. Die Frage, ob damit nicht unnötig Angst erzeugt werde, hält Zatloukal für sekundär angesichts des möglichen größeren Nutzens. "Bei Krankheiten, die mit dem Lebensstil zusammenhängen, hätte man damit die Chance, frühzeitig gegen zu steuern." Wobei noch zu klären sei, welche Lebensstiländerung für wen notwendig sei. "Denn nicht jeder Organismus reagiert gleich darauf." Für den Wissenschafter ist das die eigentliche Umsetzung der Idee einer personalisierten Medizin.

Teure Medikamente

Um so viele Parameter überhaupt noch erfassen zu können, wäre die Computermodellierung ein Ansatz für eine mögliche Lösung, mein Zatloukal. In der Medikamentenentwicklung zum Beispiel werde diese Methode noch viel zu selten angewandt. "Das ist ungefähr so, als würde man einen Flugzeugprototypen bauen, einsteigen und schauen, ob er fliegt. Das würde man nicht tun."

Die Entwicklung eines neuen Medikaments kostet etwa eine Milliarde Euro, "weil man in zu viele Prototypen ohne Modellierung einsteigt und erst in klinischen Tests erkennt, dass das Medikament nicht wirksam ist oder zu viele Nebenwirkungen hat." Weshalb man immer wieder von Neuem beginnen müsse. Das zu ändern, nimmt man sich im Rahmen eines EU-Projekts vor. Zatloukal geht aber auch an den Anfang der Forschung mit Gewebeproben zurück: Im neuen Christian-Doppler-Labor for Biospecimen Research and Biobanking Technologies an der Med-Uni Graz wird das Team des Pathologen nach Techniken der Probenentnahme und -konservierung suchen, damit das biologische Material für moderne Analyseverfahren geeignet ist. "Jede Analyse ist nur so gut wie die Proben, die zur Verfügung stehen." Ob es nun Blut, Harn, Speichel oder andere Gewebearten sind.

Im klinischen Alltag verwendet man seit über hundert Jahren den chemischen Stoff Formalin für die Konservierung von Geweben. "Das ist gut, hat aber bei neuen Analysemethoden seine Grenzen", sagt Zatloukal. Daher wird, etwa in der Forschung, die teure und aufwändige Konservierung in Flüssigstickstoff angewendet. Bei etwa minus 190 Grad Celsius bleibt der Ist-Zustand von Biomolekülen in einer Probe erhalten, um eventuelle Krankheiten zu einem späteren Zeitpunkt untersuchen zu können.

Das hieße aber auch, dass eventuelle Erreger beim Untersuchen des "biologischen Materials" wieder aktiv werden könnten. Im Fall eines neu auftretenden Virus wäre das für die Forscher eine derzeit noch nicht abzuschätzende Gefahr. Eine Risikoanalyse ist noch im Laufen. (DER STANDARD, Print-Ausgabe, 25./26. Oktober 2011)


Wissen - Vollständige Aufklärung

Das Sammeln von und Forschen an menschlichen Geweben interessiert die breite Öffentlichkeit von Anbeginn. Der Grund: Die Verwendung persönlicher Daten und deren Schutz. Es gilt zu vermeiden, dass Informationen über den Gesundheitszustand und eventuelle Prognosen in Verbindung mit der betreffenden Identität publiziert werden.

Deshalb wird in begleitenden Analysen untersucht, welche Sicherheitsvorkehrungen dafür nötig sind und wie man die Öffentlichkeit darüber informiert. Der Wiener Sozialwissenschafter Herbert Gottweis ist auf diesem Feld einer der führenden Wissenschafter in Europa. Er zeigte zum Beispiel, dass nur vollständige Aufklärung zu einer positiven Haltung führen kann - wie das etwa in Island gelungen ist.

Der Grazer Pathologe Kurt Zatloukal von der Med-Uni Graz arbeitet mit Gottweis in Biobankenprojekten zusammen. Im Fall des Christian-Doppler-Labors kooperiert Zatloukal mit dem Unternehmen Qiagen, einem Anbieter von Probenvorbereitungs- und Testtechnologien. Qiagen teilt sich mit der öffentlichen Hand (Wirtschaftsministerium, Nationalstiftung) auch die Kosten des Labors.

Das europäische Projekt IT-Future of Medicine, das Computermodellierung in der Medizin zum Thema macht, wird von der EU-Flagship Initiative finanziert.

  • Bild nicht mehr verfügbar

    Registriert und gut gekühlt: Ein Roboter schlichtet die Proben einer Biobank in der Nähe von Manchester in England.

  • Der Pathologe Kurt Zatloukal glaubt an Krankheitsvorhersage.
    foto: med-uni

    Der Pathologe Kurt Zatloukal glaubt an Krankheitsvorhersage.

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