Die Früherkennung von Krebs beruht bisher vor allem auf spezifischen Vorsorgeuntersuchungen, darunter Mammographie und Darmspiegelung. Um die Früherkennung verschiedener Krebsarten zu verbessern, suchen Wissenschaftler nach sogenannten Biomarkern – Merkmalen in Blut- oder Gewebeproben, die auf bestimmte Vorgänge im Körper schließen lassen, beispielsweise auf die Existenz eines Tumors. Der bisher am weitesten verbreitete Ansatz besteht darin, im Blut zirkulierende DNA-Fragmente (cfDNA) des Tumors zu suchen. Allerdings geben einige Tumorarten im Frühstadium gar keine DNA-Schnipsel ans Blut ab, und die Tests sind bislang so aufwändig und teuer, dass sie sich wenig für einen routinemäßigen Masseneinsatz eignen.
Krebstypische Veränderungen
Ein Team um Sinisa Bratulic von der Technischen Hochschule Chalmers in Göteborg hat nun einen alternativen Ansatz getestet. Statt auf zirkulierende DNA fokussierten sich die Forscher auf sogenannte Glykosaminoglykane (GAGs). Dabei handelt es sich um Zuckerverbindungen, die in Blut und Urin nachweisbar sind und deren Anzahl und Struktur sich durch Tumore verändert. „Zunächst fiel uns auf, dass Patienten mit Nierenzellkarzinomen ein deutlich verändertes Glykosaminoglykan-Profil im Blut und Urin aufwiesen“, berichten die Forscher. „Das brachte uns dazu, die Zusammensetzung der Glykosaminoglykane bei anderen Krebsarten zu analysieren.“
Dazu untersuchten Bratulic und sein Team Blut- und Urinproben von 1260 Personen mit 14 verschiedenen Krebserkrankungen und verglichen diese mit Proben von gesunden Kontrollpersonen. Mithilfe von maschinellem Lernen arbeiteten sie heraus, welche Muster typisch für Krebserkrankungen sind. Dabei fanden sie sowohl Veränderungen, die spezifisch für bestimmte Krebsarten sind, als auch solche, die allen untersuchten Krebsarten gemeinsam sind.
Validierung mit Blutbank
Die Forscher justierten den Test auf eine Spezifität von 95 Prozent. Das heißt, dass er bei höchstens fünf Prozent der gesunden Testpersonen ein falsch positives Ergebnis anzeigt. Unter dieser Voraussetzung ergab sich für die Blutproben eine Sensitivität von 41,6 Prozent für Krebs im Frühstadium. In Kombination mit einer Urinprobe stieg die Sensitivität auf 62,3 Prozent. Das bedeutet, rund sechs von zehn Krebskranken werden korrekt erkannt, vier erhalten ein falsch negatives Ergebnis. Zum Vergleich: Die besten Tests auf Basis von cfDNA, erreichten in einer Studie eine Sensitivität von bis zu 70 Prozent. Diese wurden allerdings bislang nicht extern validiert. In einer Validierungsstudie erkannte ein Test nach diesem Prinzip lediglich fünf von 49 Krebserkrankungen, was einer Sensitivität von rund zehn Prozent entspricht.
Bratulic und sein Team testeten ihr Verfahren anhand von Proben aus einer niederländischen Blutbank. Dazu wählten sie aus Proben von über 145.000 Menschen 171 von Patienten aus, bei im Laufe von 18 Monaten nach der Blutentnahme eine Krebserkrankung diagnostiziert wurde. Diese verglichen sie mit Proben von 110 gesunden Menschen. In diesem Fall erkannte der Test bei 31 Prozent der späteren Krebspatienten schon GAG-Krebsmarker in der Blutprobe. Betrachteten die Forscher nur eine Subgruppe von Patienten, deren Krebs einen besonders schweren Verlauf hatte, betrug die Sensitivität des Tests 43 Prozent. Zusätzlich validierten die Forscher die Ergebnisse in einem Mausmodell, wobei sie Mäusen Tumorzellen einpflanzten. Auch die Tiere zeigten daraufhin ein entsprechend verändertes GAG-Profil.
