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10. Dezember 2012

Die Biomarker für Krebs, Infarkt oder Alzheimer

Die Bioaging-Tests sind relativ neu, doch die für die Altersbestimmung zentralen Biomarker spielen teils schon länger eine zentrale Rolle in der Medizin. Welche sind speziell bei den sowohl verbreitetsten wie gefürchtetsten Krankheiten erforscht?

Krebs, gravierende Herzprobleme bis zum klassischen Infarkt und die Alzheimerkrankheit gehören zu den grössten Risiken von Menschen in Mitteleuropa für eine irreparabel eingeschränkte Gesundheit oder gar den Tod. Deshalb ist die Medizin auch bei diesen Fällen klar am weitesten, was die Erforschung der sogenannten Biomarker betrifft. Teilweise ergründet sie die biologischen Veränderungen des Menschen, festgemacht an bestimmten Indikatoren, für solche Fälle schon einiges länger als solche, die neu gesamthaft für die Festlegung des biologischen Alters (siehe Artikel im Migros-Magazin vom 10. Dezember 2012) mit einbezogen werden. In ein paar Fällen sind sie im Übrigen jedoch auch identisch.

Was sind Biomarker?
Vereinfacht formuliert sind Biomarker Produkte des menschlichen Organismus, die etwas über den Gesundheitszustand oder die Art sowie das Stadium einer Krankheit aussagen können. Gemeinhin gehen Wissenschaftler wie jene des Amerikanischen Gesundheitsinstitus (National Institute of Health NIH) davon aus, dass sich die Analyse der Biomarker objektiv nachprüfen und/oder messen lässt. Weiter unterscheidet man generell bei der Analyse von Biomarkern zwischen der kategorischen (ist bestimmter Biomarker überhaupt nachweisbar?), quantitativen (in wie hoher Konzentration oder Menge ist er es?) oder qualitativen (in welchem Stadium der Entwicklung befindet sich ein Marker?) Analyse.
Weiter unterscheidet man zwischen den diagnostischen Biomarkern, die die Erkrankung eines Patienten in einer Gruppe von Krankheitsbildern (genau) definieren lässt, und prognostischen, die etwas über das Stadium, die Zukunftsaussichten, Heilungsschancen oder schlimmstenfalls die verbleibende Lebenszeit aussagen.

Streng genommen gehören auch Viren, Bakterien oder bestimmte Pilze zu den Biomarkern, meist werden sie jedoch weggelassen, weil sie ja zugleich die Krankheitsherde sind und sofern auffindbar ohnehin direkt analysiert werden - sie benötigen also quasi den Biomarker-Status gar nicht. Die anderen gängigen lassen sich in foglende Gruppen einteilen:
1. IONEN (wie Magnesium, Natrium etc.)
2. HORMONE (wie Progesteron, Cortisol etc.)
3. ENZYME (wie Amylase, Glutamyltransferase etc.)
4. STOFFWECHSELPARAMETER (wie Fett- oder Aminosäuren, Laktat, Vitamine etc.)
5. BLUTGERINNUNGSFAKTOREN (wie z.B. Antithrombin III, wichtig für die Blutgerinnung und gegen Thromboserisiken)
6. GEWEBEMERKMALE (wie HLA, zentral zur Einschätzung vor Transplantation)
7. ANDERE (etwa das Y-Chromosom)

WELCHE BIOMARKER DEUTEN AUF KREBS HIN?
Bei den Krebserkrankungen haben es die Forscher heute mit den am breitesten gestreuten Indikatoren zu tun. Sie sind in folgende Gruppen einteilbar:
Rezeptoren (EGFR, HER2, IGFIR, ER und mehr), Elemente des DNA-Reparatursystems (BRCA2, MLH1, TopoII), Translokationen (speziell das auf dem schon in den 60er-Jahren entdeckten 'Philadelphia-Chromosom' beruhende Onkogen Bcr-abl), Tumorsuppressoren (P53, RB), Kinasen (AKT, mTOR oder Src), Anti-Apoptose-Proteine (Bcl-2, Survivin) oder der Transkriptionsfaktor c-myc.

Am ehesten gesicherte Kenntnisse bestehen beim Zusammenhang zwischen dem Rezeptor HER2 (auch ErbB-2 genannt) und dem Auftreten oder noch stärker dem Krankheitsverlauf von Brustkrebs bei Frauen. Für diese Krebsart weisen auch die gleich Brustkrebsgene (Breast Cancer Gene BRCA1 + 2) genannten Marker im DNA-Reparatursystem eine gewisse Treffsicherheit auf. Der Rezeptor EGFR gilt mittlerweile als wichtig bei der Erforschung von Lungenkrebs. Ebenfalls nicht mehr im Anfangsstadium stehen Studien zum Translokationsstoff Bcr-abl bei Leukämie.
Zudem wären da noch Antigene wie das auch schon eine Weile erforschte Karzinoembryonale Antigen (CEA) im Blut zu nennen, das generell nicht zur (Erst-)Diagnose dient, sondern bei der Therapiebeobachtung und der 'Nachsorge' mit einem Rückgang auf vorteilhafte Verläufe hinweist.
Den grössten Newswert versprechen derzeit die Forschungen nach einem Glycin-Ableger (Derivat), dem Sarkosin. In fast der Hälfte der Prostatakrebsfälle einer neuen Studie waren die Werte dieser Aminosäure klar erhöht.

WELCHE INDIKATOREN STEHEN BEI HERZINFARKTEN IM VORDERGRUND?
Hier wurde lange Zeit primär nach der Konzentration von Laktatdehydrogenase (LDH) geforscht, um das Risiko eines Infarkts zu bestimmen. Weil fürs Vorkommen von LDH aber auch andere Vorgänge, die mit Infarkten oder verwandten Herzkrankheiten direkt nichts zu tun haben, eine wichtige Rolle spielen, werden heute meist mit höchster Priorität die Troponin-Werte unter die Lupe genommen. Es gibt aber weitere Biomarker, die mindestens bei einer breiteren Analyse beigezogen werden:

Laktathydrogenase (LDH); Kreatin-Kinase (CK); C-reaktives Protein (CRP), Angiopoietin 2 (Ang2); Aspartat-Aminotransferase (AST); Ischämie-modifiziertes Albumin (IMA); Heart fatty acid binding Protein (H-FABP)

WAS IST FÜR (KÜNFTIGEN) ALZHEIMER AUSSAGEKRÄFTIG?
Im Vergleich zum Herzinfarkt ist die Forschung hinsichtlich der Biomarker-Analyse von Alzheimerpatienten weniger weit, weil erst vor kurzem die Abkehr von einer Diagnose, die allein auf Gedächtnis- und Verhaltenstests sowie bestimmten bildgebenden Verfahren abstützte, einsetzte. Definitive Nachweise von Alzheimer gelten noch immer erst bei der Autopsie als gesichert. Mittlerweile stehen auch bei der Demenzforschung, spezifischer bei der Alzheimer-Krankheit (die ja auch jüngere Menschen ereilen kann), folgende der Hirn- (genauer: Cerebrospinal-)Flüssigkeit entnommene Indikatoren im Fokus der Mediziner:

Aufgrund von Studien am weitesten fortgeschritten ist die Erforschung des (Total) Tau-Proteins (t-tau), dessen erhöhter Spiegel in der Hirnflüssigkeit auf das Absterben von Neuronen Rückschlüsse erlaubt, und des Amyloid-Beta42-Peptids (ABeta42), dessen Abnahme in der Cerebrospinal-Flüssigkeit auf zunehmende Ablagerung dieses Stoffes in den 'Plaques' hinweist. Und die wuchernden Plaques wiederum gelten als Phänomen der Alzheimer-Krankheit.
Weitere Biomarker-Stoffe sind ebenfalls schon auf dem Radar der Mediziner, aber bei weitem nicht genug erforscht: Cystatin C; Interleukin 6 und 8 (IL6/8); Apolipoprotein AII und E (Apo AII/E); F2-Isoprostan und noch ein paar mehr.

Weitere Biomarker in der medizinischen Praxis
Bekannt für andere Krankheiten sind zum Beispiel auch folgende Indikatoren:

Neben Insulin auch Glucose oder Ketone bei Diabetes

Kalzium oder Phosphat bei Osteoporose

Myelin (oder IgG) bei Multiple Sklerose

CD4-Zellen oder HIV Nukleinsäuren bei Aids

C-reaktives Protein oder auch die Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) bei (rheumatoider) Arthritis

Viele der genannten Begriffe werden etwa in Online-Lexikas wie Wikipedia verständlich erklärt.

Autor: Reto Meisser