Blutmarker eröffnet Perspektiven für Krebsdiagnostik
Ein Forscherteam am OncoRay identifizierte MMP11 als vielversprechenden Biomarker für die Flüssigbiopsie.
Metastasierender Prostatakrebs ist bisher mit hoher Morbidität und Mortalität verbunden. Außerdem sprechen Patienten sehr unterschiedlich auf Standardbehandlungen wie Hormon- oder Strahlentherapie an. Verlässliche Marker, mit denen sich aggressive Tumorverläufe und der Therapieerfolg frühzeitig vorhersagen lassen, fehlen bislang weitgehend. Ein Forscherteam um Prof. Anna Dubrovska und Dr. Ielizaveta Gorodetska vom OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie hat nun einen im Blut messbaren Biomarker identifiziert.
Prostatakrebs ist bei Männern in Deutschland mit ca. 65.000 Neuerkrankungen pro Jahr die häufigste Krebsart und die zweithäufigste Todesursache bei einer Krebserkrankung. Früh erkannt, sind die Aussichten auf eine erfolgreiche Therapie gut. Im späteren Stadium kann sich der Krebs jedoch ausbreiten. Über die Prostata wächst er dann in umliegendes Gewebe oder bildet Metastasen.
Dubrovska, die die Arbeitsgruppe „Biomarker für die individualisierte Strahlentherapie“ am OncoRay leitet, das gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (UKDD) und der Medizinischen Fakultät TU Dresden getragen wird, konnte bereits in früheren Arbeiten nachweisen, dass ausgewählte Gene als Biomarker für Prostatakrebs taugen. Nun konnte das Team in einer Studie das Protein MMP11 (Matrix-Metalloproteinase 11) als vielversprechenden Biomarker identifizieren, der im Blutplasma nachweisbar ist und sich damit grundsätzlich für einen Bluttest eignet.
Das Team um Dubrovska arbeitete dafür mit Aldehyd-Dehydrogenasen (ALDH) ALDH1A1 und ALDH1A3. Dies sind Enzyme, die eine wichtige Rolle im Stoffwechsel des Menschen und anderer Lebewesen spielen. Ihre früheren Untersuchungen zeigten, dass ALDH-Gene das Überleben von Tumorzellen im Blutkreislauf und die metastatische Verbreitung regulieren und so die Resistenz gegenüber Strahlentherapie und das Bilden von Knochenmetastasen beeinflussen. Die Forscher wiesen damit nach, dass die Gene als potentielle Biomarker für den Krankheitsverlauf bei Patienten mit Prostatakrebs dienen können.
Gorodetska, die den zugrundeliegenden ALDH1A1/MMP11-Signalweg detailliert charakterisierte, konnte zeigen, dass diese ALDH-Proteine ein Signalprotein (Transforming Growth Factor Beta 1 TGFB1) regulieren. Dieses wiederum steuert die Produktion weiterer Proteine – darunter MMP11. Diese molekulare Signalkaskade trägt entscheidend dazu bei, dass Tumorzellen aggressiver und invasiver werden. Das zentrale Ergebnis der Studie ist die Identifizierung von MMP11 als leistungsstarkem Biomarker. Analysen mehrerer Patientendatensätze zeigen, dass hohe MMP11-Genexpressionen eng mit fortgeschrittenem und hochriskantem Prostatakrebs einhergehen.
Potenzieller Marker für Metastasierung
Darüber hinaus konnte das Team diese Erkenntnisse durch die direkte Messung von MMP11-Proteinspiegeln im Blutplasma von Patienten bestätigen: Die Ergebnisse zeigen, dass erhöhte MMP11-Konzentrationen im Blut ein potenzieller Marker für Metastasierung und eine ungünstigere Prognose bei Patienten mit metastasiertem Prostatakrebs sind, die mit lokaler Strahlentherapie behandelt werden. Damit eröffnet sich die Perspektive eines minimalinvasiven Bluttests, der helfen könnte, aggressive Krankheitsverläufe frühzeitig zu erkennen, Therapieentscheidungen gezielter zu treffen und den Behandlungserfolg in Echtzeit zu überwachen.
„Unsere Daten zeigen, dass MMP11 nicht nur ein biologisch relevanter Treiber der Tumoraggressivität ist, sondern auch ein klinisch nutzbarer Marker sein könnte“, erklärt Dubrovska. „Langfristig könnte ein solcher Bluttest dazu beitragen, Patienten individueller zu behandeln und Über- oder Untertherapien zu vermeiden. Damit stellen unsere Ergebnisse einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu präziseren, personalisierten und patientenschonenden Diagnose- und Therapiestrategien bei Prostatakrebs dar.“
Der Weg zur klinischen Anwendung ist jedoch anspruchsvoll. Die Forscher rechnen damit, dass die Entwicklung eines klinisch einsetzbaren Tests – wie bei vergleichbaren Biomarkern – mehrere Jahre in Anspruch nehmen wird. Dennoch markieren die aktuellen Ergebnisse einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu innovativen, personalisierten Diagnoseverfahren in der Onkologie. Ein wichtiger nächster Schritt ist bereits eingeleitet: In Kooperation mit dem polnischen Maria Sklodowska-Curie National Research Institute of Oncology wird MMP11 nun in mehreren unabhängigen Flüssigbiopsie-Kohorten aus Deutschland und Polen weiter validiert.
