Krebsdiagnose in Echtzeit mit einem Molekulartest an einer Sondenspitze
Brustkrebs lässt sich anhand der Beschaffenheit der Krebszellen und der Tatsache, ob sie Hormonrezeptor-positiv oder -negativ sind, in verschiedene Typen einteilen. Brusttumore, die Hormonrezeptor-positiv sind, enthalten entweder Östrogen- oder Progesteronrezeptoren oder beide und neigen dazu, langsamer zu wachsen als Krebsarten, die Hormonrezeptor-negativ sind. Bei 20 % der Brustkrebsfälle liegt eine Überexpression des humanen epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors 2 (HER2) vor. HER2-positive Brustkrebsarten sind in der Regel aggressiver als andere Arten von Brustkrebs. Allerdings gibt es Arzneimittel, die speziell auf das HER2-Protein abzielen und in Verbindung mit anderen Behandlungen, etwa Chemo- und Strahlentherapie, eingesetzt werden können. Aus diesem Grund bedarf es einer genauen Schätzung der HER2-Expression, um beurteilen zu können, ob Erkrankte von einer gezielten Therapie einen Nutzen haben werden.
Sondengestützte Technologie für den In-vivo-Biomarker-Nachweis
In der Regel wird die HER2-Expression mithilfe der Immunhistochemie geschätzt, einer aufwändigen Methode, die anhand von Brustkrebsgewebe aus einer Biopsie durchgeführt wird. Es bestehen jedoch Bedenken hinsichtlich der Variabilität der immunhistochemischen Leistung und Interpretation, insbesondere im Hinblick auf falsch-positive Ergebnisse durch Überfärbung oder falsch-negative Ergebnisse durch nicht repräsentative Biopsien. Um diese Herausforderungen zu überwinden, wurde im Rahmen des EU-finanzierten Projekts SDS-OmiProbe ein neuartiges Gerät entwickelt, das HER2 und andere Krebsbiomarker In vivo messen kann. Dieses Gerät besteht aus einer nanogroßen Glassonde, die einen faseroptischen Biosensor für die Messung von Biomarkern enthält. Die Sonde wird in eine sehr dünne Biopsienadel eingeführt und mit einem optischen Analysator verbunden. Letzterer konvertiert das optische Signal mithilfe von Software und Algorithmen in ein aussagekräftiges Diagnoseergebnis, das dem HER2-Status des Tumors entspricht. „Das inPROBE-Gerät fördert eine schnelle In-vivo-Brustkrebsdiagnose auf der Grundlage numerischer Daten, die keinen Raum für Fehlinterpretationen lassen“, erklärt Projektkoordinatorin und wissenschaftliche Leiterin von SDS Optic Magdalena Staniszewska.
Verbesserte diagnostische Leistung
Beim inPROBE-Gerät handelt es sich um ein minimalinvasives Verfahren, das die Diagnosezeit verkürzt und objektive Ergebnisse liefert. Die geringe Dicke der Sonde macht die Anwendung sicherer und für die Betroffenen viel weniger belastend und schmerzhaft. Vor allem aber erlaubt es die unmittelbare Messung von HER-positiven Zellen mit Einzelzellauflösung, wodurch sich die Wartezeiten für Biomarker-Tests von mehreren Tagen oder Wochen auf Minuten verkürzen. „Unsere Technologie wird nicht nur die Diagnosezeit verkürzen, sondern auch In-vivo-Untersuchungen und objektive Ergebnisse bieten, ohne dass eine Gewebebiopsie erforderlich ist“, betont Staniszewska. Die SDS-OmiProbe-Lösung bietet eine höhere diagnostische Präzision und unterstützt dadurch den Einsatz von innovativen Krebstherapien. Dadurch können Therapien in Echtzeit und im natürlichen Zustand beobachtet werden, was den medizinischen Fachkräften ein bislang nicht verfügbares schnelles und effizientes Instrument an die Hand gibt.
Klinische Erprobung des Geräts und Perspektiven für die Zukunft
Das inPROBE-Diagnosegerät wird zurzeit klinisch getestet, um seine Leistung mit den Standardmethoden zur Bestimmung des HER2-Status zu vergleichen. Der erste Teil der Studie an Testpersonen mit bekannter HER2-Diagnose auf der Grundlage von Biopsieergebnissen hat keine nachteiligen Auswirkungen des inPROBE-Geräts gezeigt. Für die Zukunft sind strenge Wirksamkeits- und Sicherheitstests an einer größeren Personengruppe geplant, bevor das Gerät die Marktzulassung erhält. Das Projekt SDS-OmiProbe hat dem Team geholfen, eine Technologieplattform für die Herstellung der biologischen Komponenten des inPROBE-Geräts einzurichten. Staniszewska beabsichtigt, diese Plattform zu nutzen, um die inPROBE-Technologie und die Sensorfunktionalisierung für „die Bewertung von Krebsbiomarkern, die für andere Krebsarten wie Prostatakrebs relevant sind“, weiterzuentwickeln.
Schlüsselbegriffe
SDS-OmiProbe, HER2, Brustkrebs, Diagnose, inPROBE-Gerät, Biomarker, faseroptischer Biosensor
