Tiefgefroren – als kleiner, gelblicher Eisblock – kommen die Urinproben ins Labor von Mosaiques Diagnostics. Nach dem Auftauen durchlaufen die gereinigten Proben hochsensible Analysegeräte, erklärt Professor Harald Mischak.
"Also das Ziel ist im Endeffekt, eine Liste von Proteinen zu erstellen, die in dieser Probe vorhanden sind. Und wie viel von diesem einzelnen Protein vorhanden ist. Im Normalfall bekommen wir bei so einer Messung eine Liste von 1500 bis 2000 Proteinen aus einer Probe innerhalb einer Messzeit von einer Stunde. Und die geben dann natürlich Aufschluss über die Erkrankungen."
Bevor man jedoch weiß, welche Proteine im Urin welche Krankheiten anzeigen, sind mehrjährige Vorarbeiten nötig: Mosaiques Diagnostics durchforstet dazu die Urinproben bei bestimmten Erkrankungen mittels Kapillaranalyse und Massenspektrometrie. Das Ziel dabei: Gemeinsamkeiten in der Proteinzusammensetzung aufzuspüren. Wird man fündig, werden die Proteindaten von 100, dann von 1000, am Ende sogar von mehr als 10.000 Patienten mit identischer Diagnose erfasst und statistisch abgesichert.
"Technisch ist es relativ einfach: Man misst schlicht und ergreifend Proben von Patienten mit der entsprechenden Erkrankung. Die Moleküle, die signifikant verändert sind, sind dann nun mal Biomarker, die eben diese Erkrankung anzeigen."
Mittlerweile gibt es Protein-Profile für eine ganze Reihe von Erkrankungen: Für Blasen- und Prostata-Krebs, für verschiedene Formen von Nierenleiden, sogar für Herzinsuffizienz und für die sogenannte "Graft versus Host-Reaktion" - GvHD. Betroffen davon sind Leukämiepatienten nach einer Stammzelltherapie, wenn die transplantierten Blutzellen plötzlich anfangen, die Organe des Empfängers anzugreifen. Viele Patienten sterben sogar daran. In diesem Fall wurden 17 verschiedene Proteine detektiert. Es sind die Abbauprodukte der angreifenden Immunzellen, die nur bei dieser Krankheit auftreten und dann auch im Urin vorkommen.
"Es handelt sich um Fragmente vom Kollagen, es ist Bindegewebsprotein. Es handelt sich um Fragmente von Zelloberflächenproteinen, aber auch von intrazellulären Proteinen. Uromodulin-Fragmente sind dabei, die im Rahmen der Erkrankung ganz spezifisch verändert werden. Die genaue molekulare Ursache, warum jetzt genau diese und warum nicht andere Proteine, dies sind wir im Moment noch am Erforschen. Das ist aber Sekundär, denn zunächst einmal ermöglichen uns die Proteine, die Erkrankung präzise zu erkennen."
Wie präzise, das konnte eine vom Bundesforschungsministerium finanzierte klinische Studie zeigen, die vor wenigen Tagen in der Fachzeitschrift "Leucemia" veröffentlicht wurde. Eingeschlossen waren 423 Patienten. In zehn bis 15 Prozent der Fälle entwickeln Betroffene eine GvHD, die bislang aber leider erst dann erkannt wurde, wenn Symptome wie Hautveränderungen auftreten. Für eine Behandlung ist es dann manchmal schon zu spät. Mit dem Protein-Profiling ist man nun früher im Bilde, freut sich Prof. Arnold Ganser von der Medizinischen Hochschule Hannover.
"Wir haben hier Kollegen in fünf anderen Zentren überzeugen können mitzumachen, bei ihren Patienten nach einer Stammzelltransplantation Urin zu sammeln und uns zuzuschicken und haben dann gesehen, entwickelt er eine GvHD oder entwickelt er keine. Und wir stellten fest: Bereits 14 Tage, bevor sich zum Beispiel Durchfälle oder Hautveränderungen schweren Grades zeigen, finden wir ganz spezifische Veränderungen."
Ob die frühzeitige Diagnose mit dem Protein-Profiling einen Behandlungsvorteil, vielleicht sogar einen Überlebensvorteil mit sich bringt - das soll nun eine weitere, bereits begonnene Studie mit mehr als 400 Patienten zeigen.
"Also das Ziel ist im Endeffekt, eine Liste von Proteinen zu erstellen, die in dieser Probe vorhanden sind. Und wie viel von diesem einzelnen Protein vorhanden ist. Im Normalfall bekommen wir bei so einer Messung eine Liste von 1500 bis 2000 Proteinen aus einer Probe innerhalb einer Messzeit von einer Stunde. Und die geben dann natürlich Aufschluss über die Erkrankungen."
Bevor man jedoch weiß, welche Proteine im Urin welche Krankheiten anzeigen, sind mehrjährige Vorarbeiten nötig: Mosaiques Diagnostics durchforstet dazu die Urinproben bei bestimmten Erkrankungen mittels Kapillaranalyse und Massenspektrometrie. Das Ziel dabei: Gemeinsamkeiten in der Proteinzusammensetzung aufzuspüren. Wird man fündig, werden die Proteindaten von 100, dann von 1000, am Ende sogar von mehr als 10.000 Patienten mit identischer Diagnose erfasst und statistisch abgesichert.
"Technisch ist es relativ einfach: Man misst schlicht und ergreifend Proben von Patienten mit der entsprechenden Erkrankung. Die Moleküle, die signifikant verändert sind, sind dann nun mal Biomarker, die eben diese Erkrankung anzeigen."
Mittlerweile gibt es Protein-Profile für eine ganze Reihe von Erkrankungen: Für Blasen- und Prostata-Krebs, für verschiedene Formen von Nierenleiden, sogar für Herzinsuffizienz und für die sogenannte "Graft versus Host-Reaktion" - GvHD. Betroffen davon sind Leukämiepatienten nach einer Stammzelltherapie, wenn die transplantierten Blutzellen plötzlich anfangen, die Organe des Empfängers anzugreifen. Viele Patienten sterben sogar daran. In diesem Fall wurden 17 verschiedene Proteine detektiert. Es sind die Abbauprodukte der angreifenden Immunzellen, die nur bei dieser Krankheit auftreten und dann auch im Urin vorkommen.
"Es handelt sich um Fragmente vom Kollagen, es ist Bindegewebsprotein. Es handelt sich um Fragmente von Zelloberflächenproteinen, aber auch von intrazellulären Proteinen. Uromodulin-Fragmente sind dabei, die im Rahmen der Erkrankung ganz spezifisch verändert werden. Die genaue molekulare Ursache, warum jetzt genau diese und warum nicht andere Proteine, dies sind wir im Moment noch am Erforschen. Das ist aber Sekundär, denn zunächst einmal ermöglichen uns die Proteine, die Erkrankung präzise zu erkennen."
Wie präzise, das konnte eine vom Bundesforschungsministerium finanzierte klinische Studie zeigen, die vor wenigen Tagen in der Fachzeitschrift "Leucemia" veröffentlicht wurde. Eingeschlossen waren 423 Patienten. In zehn bis 15 Prozent der Fälle entwickeln Betroffene eine GvHD, die bislang aber leider erst dann erkannt wurde, wenn Symptome wie Hautveränderungen auftreten. Für eine Behandlung ist es dann manchmal schon zu spät. Mit dem Protein-Profiling ist man nun früher im Bilde, freut sich Prof. Arnold Ganser von der Medizinischen Hochschule Hannover.
"Wir haben hier Kollegen in fünf anderen Zentren überzeugen können mitzumachen, bei ihren Patienten nach einer Stammzelltransplantation Urin zu sammeln und uns zuzuschicken und haben dann gesehen, entwickelt er eine GvHD oder entwickelt er keine. Und wir stellten fest: Bereits 14 Tage, bevor sich zum Beispiel Durchfälle oder Hautveränderungen schweren Grades zeigen, finden wir ganz spezifische Veränderungen."
Ob die frühzeitige Diagnose mit dem Protein-Profiling einen Behandlungsvorteil, vielleicht sogar einen Überlebensvorteil mit sich bringt - das soll nun eine weitere, bereits begonnene Studie mit mehr als 400 Patienten zeigen.