Biomarker: auf Stoffwechselspuren zur richtigen Therapie
Genomics, Proteomics, Metabolomics und Bioinformatics, so heißen aktuelle technologische Entwicklungen, die ungeahnte Einblicke in den Stoffwechsel, das Erbgut und in Eiweißstoffe erlauben. Sie haben das Tor zur Entwicklung spezialisierter Biomarker geöffnet, mit deren Hilfe sich gesunde und krankhafte Prozesse sowie Auswirkungen von Medikamenten im Organismus verfolgen lassen. Ein Fortschritt, der vor allem zum Wohl der jüngsten Mitglieder unserer Gesellschaft beitragen soll.
Entstehen Krankheiten oder nimmt der Körper Medikamente auf, kommt es zu Veränderungen im Stoffwechsel, z. B. indem manche Stoffe vermehrt oder vermindert gebildet werden. Diese Veränderungen lassen sich messen. Ihr Nachweis erlaubt Rückschlüsse auf bestimmte Erkrankungen oder auf den Therapieerfolg. Dabei gemessen werden so genannte Biomarker. Sie dienen in mehrfacher Hinsicht als Indikatoren, z. B für gesunde biologische Abläufe, krankhafte Entwicklungen oder therapeutische Maßnahmen.
Ein Beispiel für einen bereits seit langem eingesetzten Biomarker ist das HbA1c, dessen Messung anzeigt, wie es mit der Blutzuckereinstellung eines Diabetikers aussieht. Im Gegensatz zur Blutzuckermessung, die nur den momentanen Blutzuckerspiegel widerspiegelt, gibt der HbA1c-Test (Menge der an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin gebundenen Zuckermoleküle) Auskunft über die Blutzuckerwerte der letzten drei Monate (= Lebensdauer der roten Blutkörperchen). Ist der Wert erhöht, passt die Therapie oder die Diät nicht und muss verändert werden.
Ein weiteres Beispiel für einen Biomarker ist das prostataspezifische Antigen (PSA), das die Erkennung von Erkrankungen der Prostata unterstützt. Das Protein wird nur in der Prostata gebildet, ist in geringer Menge aber auch im Blut nachweisbar. Erhöhte Blutwerte können ein Hinweis auf Prostatakrebs sein und so dessen frühzeitige Erkennung und Behandlung ermöglichen. Allerdings zeigen sich erhöhte PSA-Werte oft auch bei gutartigen Prostataerkrankungen oder auch - ohne pathologische Bedeutung - bei älteren Männern. Zudem geht nicht jeder Prostatakrebs mit einem erhöhten PSA-Wert einher.
Was können Biomarker?
Sie ermöglichen
- eine Krankheit noch vor ihrem Ausbruch zu entdecken.
- den Schweregrad einer Erkrankung zu reduzieren.
- eine laufende Therapie zu überprüfen.
- eine maßgeschneiderte und vor allem individuelle Behandlung auszuwählen.
Spezifische Biomarker legen somit den Grundstein für die Entwicklung einer personalisierten, d. h. auf den jeweiligen Patienten abgestimmten, Medizin, denn sie bedeuten einen Weg zur Individualisierung und zielgenauen Anpassung von Medikamenten sowie zur Reduzierung von unerwünschten Nebenwirkungen auf ein Minimum.
Als besonders vielversprechend gelten Metaboliten (Stoffwechselprodukte) als Biomarker, denn sie erlauben eine Momentaufnahme physiologischer Abläufe im Organismus, die durch genetische Faktoren, regulative Prozesse, Proteine und Umwelteinflüsse bestimmt werden.
Das gesamte Potenzial der hochsensiblen biologischen Marker ist jedoch noch nicht völlig erforscht, bewiesen unlängst zahlreiche Präsentationen von Experten aus aller Welt auf dem ersten internationalen Pädiatrie-Symposium in Innsbruck.
Biomarker bei Kindern
Bei Neugeborenen bereits genutzt werden Biomarker zur Identifikation angeborener Stoffwechselerkrankungen. Ein Tropfen Blut genügt, um z. B. eine Phenylketonurie (angeborene Störung des Abbaus der Aminosäure Phenylalanin, die unbehandelt zu Entwicklungs- und Hirnleistungsstörungen führt) zu diagnostizieren.
Hohen Bedarf an Biomarkern gibt es hingegen für die Wirkung von Arzneien bei Kindern, denn viele Medikamente werden bislang nur an Erwachsenen getestet, aber - unkritisch - auch Kindern verabreicht. Hier sollen Biomarker verlässliche Daten liefern.
Prof. Rascher, Vorstand der Abteilung für Pädiatrie an der Universität Erlangen präsentierte beim Symposium in Innsbruck Daten, wonach das Risiko von gefährlichen Nebenwirkungen durch die nicht zulässige Einnahme von Medikamenten doppelt so hoch ist wie mit Präparaten, die an Kindern getestet und für Kinder zugelassen sind. Das Ergebnis einer Studie zeigt, dass rund 25 Prozent aller Nebenwirkungen vermeidbar wären.
Prof. Matthias Keller, Kinderarzt am Universitätsklinikum Essen, betont: „Ergebnisse von Medikamentenstudien, die an Erwachsenen durchgeführt wurden, können nicht einfach auf den empfindlichen Organismus von Kindern übertragen werden, die sich noch im Wachstum und in der Entwicklung befinden. Das ist der Punkt, an dem Biomarker eine bedeutende Rolle spielen.
Innovative Biomarker Made in Austria
Ein einheimisches Unternehmen hat sich der Identifikation und Entwicklung metabolischer Biomarker verschrieben: die BIOCRATES Life Sciences AG. Seine Entwicklungen wollen einen essentiellen Beitrag zur Verbesserung der Gesundheit von Kindern sowie der bestmöglichen Personalisierung ihrer Therapie leisten.
Autorin: Dr. Gabriela Gerstweiler
