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Artikel

Ernst & Young Biotechnologie-Report: Angewandte Proteomanalyse in der klinischen Diagnostik

Prof. Dr. Dr. Harald Mischak, CSO
Mosaiques diagnostics & therapeutics AG, Hannover

Schon Hippokrates als Begründer der wissenschaftlichen Medizin erstellte die These, dass aus den Körpersäften des Menschen die „Temperamente" resultieren, das gesundheitliche Befinden. Daraus ergab sich für ihn, dass man jeden Menschen individuell je nach Zusammensetzung der Körpersäfte behandeln solle. Ausgehend davon ergibt sich die Schlussfolgerung, dass Krankheiten immer durch die Veränderung der Körperflüssigkeiten bzw. der darin enthaltenen Botenstoffe, der Proteine und Peptide (kurz: Polypeptide), darstellbar sind. Polypeptide sind die Kommunikatoren des Körpers und beinhalten sämtliche Informationen über pathologische Veränderungen. Das umfassende Wissen um diese Moleküle ermöglicht eine vollständig individuelle Diagnose, auf deren Grundlage erst Vorbeugung und Heilung möglich ist.

Seit Hippokrates hat sich die Wissenschaft enorm spezialisiert. Vor dem Hintergrund vermeintlich Gewinn bringender, wirksamer singulärer Arzneimittel wurde die wesentlich komplexere Frage nach einer umfassenden Diagnostik vernachlässigt. Umfassende oder gezielte, neue Therapieentwicklungen werden jedoch erst durch spezifische Diagnostik möglich.

In einem interdisziplinären Ansatz von Physik, Mathematik, Informatik, Maschinenbau, Biologie, Biochemie und Medizin, fokussiert auf die Polypeptiderkennung, konnte die „Proteom Diagnostik" durch Mosaiques entwickelt werden. Es existiert nun ein Tool, zur umfassenden Diagnose des Gesundheitszustands des Menschen aus Körperflüssigkeiten. Mit dieser Technologie, der Kapillarelektrophorese gekoppelte Massenspektrometrie, gelingt es, weit über 1000 aussagefähige Polypeptide aus z. B. Blut oder Urin in einem Messvorgang innerhalb von ca. 45 Minuten zu analysieren. Dieser Ansatz erlaubt die Abbildung aller relevanten natürlichen Polypeptide. Bewusst wurde auf vermittelnde Schritte verzichtet, die unausweichlich zu einem Informationsverlust führen. Damit steht nun zum ersten Mal die Möglichkeit zur Verfügung, Informationen aus dem Körper effizient und reproduzierbar zu lesen und zu entschlüsseln, mithin die von Hippokrates geschaffene These anzuwenden.

Die Messung von verschiedenen Körperflüssigkeiten tausender Patienten ermöglichte die Erstellung von repräsentativen Proteinkarten (Diagnostisches Pattern = DiaPat) von gesunden Menschen im Vergleich zu Patienten mit unterschiedlichen Krankheiten. Diese Datenfülle ist Grundlage für die Definition von eindeutigen Biomarkern für verschiedenste Krankheiten mit sehr hoher Präzision. Dies lässt sich für Diagnose, Evaluierung von Therapien und Entwicklung von neuen Arzneimitteln nutzen. Die Anwendung dieser „enabling technology", die bereits Einzug in den klinischen Bereich hält, erlaubt heute schon die (Früh-)Diagnose von Nierenerkrankungen und von Tumoren, aber auch die Früherkennung von Komplikationen bei lebensrettenden Therapie, wie z. B. Abstoßung oder GvHD nach Organ- bzw. Stammzelltransplantation.

Der Vorteil der Proteomanalyse als Diagnostikmethode liegt unter anderem darin, invasive Eingriffe und die damit verbundenen, großen Risiken zu vermeiden. Es ist bereits jetzt abzusehen, dass diese Form der Diagnose in weiterer Folge auch zu einer neuen Definition von Krankheiten führen wird. Viele Diagnosen und nachfolgende Therapien werden auch heute noch auf Grund von morphologischen Veränderungen und empirischen Beobachtungen erstellt. Mit der exakten Definition der Krankheiten auf Grund der molekularen Veränderungen können nun die Ursachen der Erkrankungen erkannt und auch in nächster Konsequenz gezielt behandelt werden.

Große Vorteile bringt die neue Technologie auch bei der Evaluierung von Therapeutika, wie sie bereits für Sartane und antivirale Substanzen durchgeführt wurde. Während beim konventionellen Ansatz neue Therapien schlecht oder erst nach vielen Jahren erreichbare Zielparamenter (z. B. Überleben der Patienten oder von Organen) aufweisen, kann dies mit Hilfe der Verbindung von Therapie und Proteomdiagnostik („Theranostics") stark verkürzt werden. Statt der üblichen Zielparameter werden Surrogatparameter eingesetzt, in diesem Fall die Proteom-Diagnostik. Diese Vorgehensweise wird von der FDA seit kurzem massiv unterstützt, vor allem weil die Surrogatparameter innerhalb von Wochen Veränderungen und somit Erfolg oder Misserfolg von Therapieansätzen zeigen, und das an einer wesentlich kleineren Anzahl von Probanden. Damit ist für die Pharmaunternehmen, welche über eine solche Technologie verfügen, eine raschere und kostengünstigere Entwicklung von neuen Arzneimitteln und auch neuen Anwendungsgebieten möglich.

Die bereits vorliegenden Daten und die Vielzahl von Veröffentlichungen in hochrangigen Fachzeitschriften zeigen, dass die Proteom-Diagnostik und die umfassende Möglichkeit, Tausende von Parametern zeitnah abzubilden, ein nicht mehr ersetzbares Hilfsmittel in der Medizin und in der Arzneimittelentwicklung ist bzw. wird. Dies gilt insbesondere auch für den immer wichtigeren Bereich der Vorsorgemedizin, da die Proteine erste pathologische Veränderungen anzeigen, noch bevor es zum eigentlichen klinischen Erscheinungsbild einer Krankheit und/oder zu Organschädigungen kommt. Diese Technologie eröffnet die Möglichkeit, insbesondere chronische Krankheiten in vielen Fällen gezielt zu verhindern oder deren Auftreten zumindest stark zu verlangsamen. Die Analyse der Proteine und die darauf aufbauende Proteom-Diagnostik ist als großer Wachstumsmarkt erkannt worden, der mangels geeigneter Technologien nicht bedient werden konnte. Die von Mosaiques erfolgreich eingeführte Technologie hat diese Limitation beseitigt und wird den breiten Einzug der Proteom-Diagnostik in die Medizin und Arzneimittelentwicklung ermöglichen.

Auszug aus dem Ernst & Young Biotechnologie-Report 2005

 

Erstellt 01/05/2005 von Admin
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