Neue Instrumente für bessere Brustkrebsdiagnosen

In Europa treten jährlich 430 000 Fälle von Brustkrebs-Erkrankungen auf. Tumore mit einem erhöhtem Niveau des Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2) sind aggressiv und gehen mit einer hohen Mortalität einher. Bei HER2 handelt es sich um ein potentes Onkoprotein, das zu einem Ziel für eine unterstützende Behandlung bei Brustkrebs geworden ist.

Ungeachtet der Wirksamkeit monoklonaler anti-HER2-Antikörper schreiten Tumore aufgrund einer natürlichen oder erworbenen Resistenz gegenüber der Behandlung weiter fort. Es besteht ein unmittelbarer Bedarf für die Entwicklung innovativer, neuer, gezielter Wirkstoffe bezüglich HER2-positiver Erkrankungen und für die Identifizierung von HER2-bezogener Biomarker im Hinblick auf Erkrankungsprognose, -diagnose und -überwachung.

Um dies zu adressieren wurde im Rahmen des EU-finanzierten Projekts IMAGINT (HER Imaging and molecular interaction mapping in breast cancer) ein interdisziplinäres Team zusammengestellt, das aus Forschern aus ganz Europa besteht. Der wissenschaftliche Plan war auf das therapeutische Potenzial der Antikörper-ähnlichen Proteine – Designed Ankyrin Repeat Proteins (DARPins) – fokussiert. Hierbei handelt es sich um kleine Moleküle, welche auf menschlichen Proteingerüsten basieren, die spezifische Ziele mit einer hohen Affinität binden können.

Im Zuge von IMAGINT wurde eine Reihe von Instrumenten zur Synthetisierung und Manipulation von DARPins entwickelt, um spezifische chemische Modifikationen und generierte DARPins gegen unterschiedliche HER-Rezeptoren einzusetzen. Im Weiteren wurde die subzelluläre HER2-Verteilung untersucht und als neue Methode zur Überprüfung von Patientengewebe vorgeschlagen.

Forscher entdeckten unter Anwendung eines ICM-Mikroskopieverfahren (Imaging Cycler Microscopy) Unterschiede zwischen Brustkrebsgewebe und dem entsprechenden gesunden Gewebe. Ferner wurden Änderungen bei der Assoziierung von miRNAs/Proteinen als Reaktion auf eine Anti-HER2-Therapie entdeckt. Es wurde zudem im Anschluss an eine Bioinformatik-Analyse zur Genexpression eine Reihe von Brustkrebs-Prognose-Biomarkern identifiziert.

Einer der IMAGINT-Abbildungs-Assays zur Identifizierung von HER-Heterodimeren demonstrierte eine klinische Anwendbarkeit und einen prognostischen Nutzen. Unter Verwendung dieses Assays validierten Wissenschaftler einen neuen Resistenzmechanismus für eine Anti-EGFR-Therapie bei Patienten mit einer triple-negativen Brustkrebserkrankung. Außerdem wurde ein neuer Wirkstoff entwickelt, der eine nicht invasive Ganzkörperabbildung von HER2+-Tumoren ermöglicht, um Informationen zur Ausbreitung und Phase der Erkrankung zu liefern.

Die identifizierten Biomarker sind bei personalisierten Behandlungsentscheidungen behilflich und unterstützen die Entwicklung neuer Medikamente. Die Früherkennung von Patienten mit einem hohen Risiko auf eine erneute Metastasenbildung kann Kliniker dabei unterstützen, deren Behandlungsstrategie zu ändern. In der Hoffnung, bessere Behandlungsergebnisse für Patienten zu erreichen, werden die Ergebnisse der IMAGINT-Untersuchung insgesamt gesehen eine Stratifikation und Überwachung von Brustkrebserkrankungen ermöglichen.