Forschungsüberblick

Die Krebsforschung hat in den letzten Jahrzehnten viele Erfolge verzeichnet. Leider werden allerdings immer noch viele Krebserkrankungen erst in fortgeschrittenen Stadien erfasst, wo der Behandlungserfolg deutlich verringert ist und die Überlebenschancen und Lebensqualität für Patient*Innen deutlich verringert sind.

Durch gezielte Risikovorhersage und Vorbeugung - zum Beispiel reguläre Blutdruckmessung - wurden in der Herz-Kreislauf-Medizin die Sterblichkeitsraten durch Herzinfarkte oder ähnliche Krankheiten reduziert. Hier kann ein Risikofaktor für solche Erkrankungen – Bluthochdruck – durch reguläre Blutdruckmessung einfach gemessen werden. Falls Bluthochdruck besteht, kann man gezielte Maßnahmen anwenden (Medikamente, vermehrte Bewegung) und durch Blutdruckmessung jeweils direkt messen, ob solche Maßnahmen erfolgreich darin sind, den Blutdruck zu verringern. Unser Ziel ist es, denselben Ansatz in der individuellen Krebsprävention anzuwenden.

Vision

Unsere Vision ist es, effektive individuelle Risikovorhersage und Früherkennung für Krebserkrankungen zu ermöglichen. Wir wenden hierbei Ansätze der „Systembiologie“ an, welche versucht, biologische Fragen bzw. Organismen in ihrer Ganzheit zu verstehen. Das ist insofern wichtig, da Krebserkrankungen eine komplexe Entstehung haben, welche sowohl genetische (vererbte) als auch nicht-genetischen (nicht-vererbte) Faktoren, zum Beispiel Umwelteinflüsse oder Lebensstilfaktoren involviert. Zudem trägt eine hohe individuelle Komponente zur Krebsentstehung bei: nicht jede Person, welche bestimmten Risikofaktoren ausgesetzt ist (z.B. Rauchen), bekommt später Krebs. Allerdings können auch Nicht-Raucher an Krebs erkranken. Mit unserer Forschung wollen wir Personen identifizieren, welche ein erhöhtes Risiko für Krebsentstehung haben und durch gezielte oder allgemeine vorbeugende Maßnahmen diese Erkrankungen verhindern.

Durch die hohe Komplexität in der Krebsentstehung reicht eine einfache Blutdruckmessung als Risikovorhersage leider nicht aus. Ein idealer Krebsrisiko-Test muss sowohl genetische als auch nicht-genetische Faktoren integrieren. Die Forschung von Martin Widschwendter und anderen Forschungsgruppen deutet darauf hin, dass sich das „Epigenom“ – eine Art Markierung auf der DNA – dazu eignet, dafür eignet. Die DNA Methylierung (ein Teil des Epigenoms) integriert genetische und nicht-genetische Einflüsse, welchen eine Person im Laufe des Lebens ausgesetzt war und hinterlässt eine Signatur, welche wir mit Tests aus einfachen Gewebeproben (Mundschleimhaut, Zervix, Blut) erfassen können und somit das individuelle Krebsrisiko bestimmen. In unserem FORECEE-Projekt haben wir diese Methylierungsanalysen in Routineproben durchgeführt und konnten somit das individuelle Risiko für vier frauenspezifische Krebsarten bestimmen (Brust-, Eierstock-, Gebärmutterkörper- und Gebärmutterhalskrebs).

In unserer zukünftigen Forschung wollen wir die individuelle Krebsrisikovorhersage anhand dieser Signaturen an die Bevölkerung bringen und gleichzeitig erfassen, ob sie sich dazu eignen, die Effektivität vorbeugender Maßnahmen zu erfassen (siehe TirolGESUND).

Das Epigenom

Unser Erbgut – die DNA – ist der genetische Code in jeder unserer Körperzellen. Sie wird uns von unseren Eltern vererbt und ist in jeder Körperzelle identisch.

Allerdings haben unsere Zellen viele verschiedene Funktionen: so hat zum Beispiel eine Hautzelle ganz andere Anforderungen und Funktionen als eine Muskelzelle. Wie ist es möglich, dass Zellen mit der gleichen genetischen Information so verschiedene Funktionen ausführen?

Die Antwort liegt in einer zusätzlichen Ebene der Information welche unserer DNA aufliegt. Verschiedene Markierungen an der DNA bestimmen, welche unserer Gene aktiv oder inaktiv sind. Dieser Vorgang wird allgemein als “Epigenetik” bezeichnet. Wenn man sich die DNA als „Hardware“ eines Computers vorstellt, sind epigenetische Markierungen die Software, die bestimmen, welches Programm ausgeführt werden soll.

Epigenetische Markierungen, auch als „DNA Methylierung“ bezeichnet, können sowohl von unseren Eltern vererbt werden (wie die DNA selbst), aber auch durch äußere Faktoren beeinflusst werden, zum Beispiel durch die Ernährung, Rauchen, Übergewicht, Aussetzung zu Hormonen oder Chemikalien, und den Alterungsprozess. Dabei integriert die DNA Methylierung die Effekte genetischer (vererbter) und äußerer Faktoren und hinterlässt eine Signatur auf der DNA. 

Interessanterweise haben Krebszellen eine bestimmte „Signatur“ der DNA Methylierung, welche oft Jahre vor Krebsentstehung bzw. -diagnose detektiert werden kann. Somit eignet sich die DNA Methylierung zur Krebsrisikovorhersage und/oder Früherkennung. Unsere Forschung deutet darauf hin, dass das individuelle Krebsrisiko durch Untersuchung der DNA Methylierung in einfach zu gewinnenden Proben, zum Beispiel Mundschleimhautabstrichen, Blutproben oder Gebärmutterhalsabstrichproben ermittelt werden kann (siehe FORECEE Projekt).

In unseren zukünftigen Projekten untersuchen wir nun, ob sich diese Markierungen auch dazu eignen, das Risiko über längere Zeiträume hinweg zu überprüfen. In TirolGESUND untersuchen wir den Effekt von vorbeugenden Maßnahmen auf die DNA Methylierung.

Vision 2040

Frauenkrebserkrankungen sollen 2040 eine Erkrankung der Vergangenheit sein.