Projekt der Superlative

Weltweit größter Angriff gegen den Krebs beginnt

Engländer, Japaner, Amerikaner, Inder, Deutsche – alle arbeiten mit Hochdruck an einem Ziel: Sie entwickeln eine Krebsbehandlung, die exakt auf das Erbgut des einzelnen Patienten abgestimmt ist. Die Strahlen- und Chemotherapien mit ihren zerstörerischen Nebenwirkungen könnten damit in Zukunft überflüssig werden.

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Krebs ist eine Krankheit der Gene. Erkrankt ein Mensch an einer Grippe, weiß man, dass ihn ein Virus befallen hat. Erkrankt er an Krebs, hat sein Erbgut Schaden genommen. Tabakrauch, UV-Licht, das Alter oder das Schicksal haben Spuren in der DNA hinterlassen und die Abfolge ihrer Bausteine durcheinandergebracht.


Um das in den Griff zu bekommen, haben amerikanische und britische Wissenschaftler vor vier Jahren ein Unternehmen gestartet, das Milliarden Euro kosten wird. Dieses Unternehmen hat sich inzwischen zu einem weltweiten medizinischen Forschungslabor entwickelt, dem größte Krebsforschungsprojekt aller Zeiten. Dieses Internationale Krebsgenom-Konsortium (ICGC) ist jetzt darangegangen, bei den 50 wichtigsten Krebserkrankungen sämtliche Veränderungen des Erbguts zu erfassen und zu analysieren.

Mehr als 20 Staaten und deren renommierteste Forscher sind an dem Vorhaben inzwischen beteiligt. Sie teilen sich die Arbeit auf: Briten und Franzosen etwa knöpfen sich den Brustkrebs vor, Kanadier erforschen das Erbgut von Bauchspeicheldrüsenkrebs, Chinesen das von Magenkrebs, Japaner widmen sich Tumoren der Leber und Inder denen der Mundhöhle. Seit Januar ist auch Deutschland beim ICGC mit dabei.

Unter der Leitung des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg werden die hiesigen Wissenschaftler das Genom der zwei häufigsten kindlichen Hirntumore untersuchen, an denen in Deutschland jedes Jahr etwa 300 Kinder erkranken. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Deutsche Krebshilfe fördern den deutschen ICGC-Beitrag fünf Jahre lang mit insgesamt 15 Millionen Euro.

Die Ergebnisse der Krebsgenom-Forschung können die Tumortherapie revolutionieren. Die Strahlen- und Chemotherapien mit ihren zerstörerischen Nebenwirkungen sind eines Tages womöglich Vergangenheit. „Wir wollen eine Behandlung, die exakt auf das Erbgut des einzelnen Patienten abgestimmt ist“, sagt der Biologe Peter Lichter, der am Deutschen Krebsforschungszentrum die Abteilung Molekulare Genetik leitet und die deutsche Teilnahme beim Internationalen Krebsgenom-Konsortium koordiniert. Denn mit einer genetisch maßgeschneiderten Therapie, sagt Lichter, könne man aus Krebs womöglich eine chronische Erkrankung machen – die die Patienten in ihrer Lebensqualität kaum noch beeinträchtige.

Bis dahin allerdings wird es noch viel Fleiß brauchen. Denn schon jetzt zeichnet sich ab, dass im Erbgut einer Krebszelle viel mehr Fehler zu entdecken sind, als man je vermutet hätte. Bausteine fehlen, sitzen am falschen Platz oder kommen nicht nur einmal, sondern viele Male vor. Auf sage und schreibe 23000 solcher Veränderungen stießen britische Forscher um Mike Stratton vom Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton im Genom von Lungenkrebszellen. Und bei Zellen des schwarzen Hautkrebses habe man gar mehr als 33000 Erbgutfehler aufgespürt, berichtete das Team im Dezember in der Wissenschaftszeitschrift „Nature“.

Um sich in diesem Wirrwarr überhaupt zurechtzufinden, braucht es nicht nur die Untersuchung einer einzigen Tumorprobe. Der Aufwand ist unerhört: „Eine Regel des ICGC sieht vor, dass für jede Krebsart 500 Proben entarteter Zellen und 500 Proben gesunder Zellen des jeweils gleichen Patienten analysiert werden sollen“, sagt Lichter. „Denn nur so wird man herausfinden, welche Mutationen den Krebs oder seine Verbreitung im Körper ausgelöst haben und welche Veränderungen lediglich als Kollateralschäden anzusehen sind.“

Noch vor wenigen Jahren wäre ein Projekt in dieser Größenordnung undenkbar gewesen. Doch Fortschritte in der Sequenziertechnik haben diesen neuen Großanlauf möglich gemacht.

Mehr als zehn Jahre benötigten die Forscher des Humangenomprojekts noch, um die rund drei Milliarden Bausteine des menschlichen Erbguts zu entziffern. Heute ist eine solche Aufgabe in einem knappen Monat erledigt. Und bis zum Ende des Jahres sollen viele Forscher des Internationalen Krebsgenom-Konsortiums Sequenzierautomaten erhalten, die das Genom einer Tumorprobe binnen einer Woche lesen können.

Je schneller die Maschinen arbeiten, desto billiger wird die Analyse. „Gegenwärtig kostet es noch etwa 25000 Euro, das Erbgut eines Tumors vollständig zu entziffern“, sagt Lichter. „In wenigen Jahren werden es vermutlich nur noch 1000 Euro sein – und dann stünde einer Erbgutanalyse des Tumors vor Beginn einer jeden Krebstherapie nichts mehr im Wege.“

Schon jetzt werden bei bestimmten Krebserkrankungen einzelne Gene der Patienten untersucht. Zum Beispiel kann das Brustkrebsmedikament Herceptin, das im Jahr 2000 in der Europäischen Union zugelassen wurde, nur dann wirken, wenn die erkrankten Frauen auf der Oberfläche ihrer Zellen ein Protein namens Her2 tragen. Das aber ist nur bei jeder fünften Frau mit Brustkrebs der Fall. Bevor Herceptin verabreicht werden darf, ist daher ein Gentest vorgeschrieben, der nach der Bauanleitung für Her2 sucht.

Mehr als 200 solcher Substanzen, mit denen eine zielgerichtete und somit nebenwirkungsarme Behandlung möglich sein könnte, werden derzeit auf der ganzen Welt erprobt. Auch am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. „Wir haben vor Kurzem eine Studie initiiert, in der wir den Wirkstoff Sorafenib bei Patienten testen, die an einem besonderen Hirntumor, dem niedriggradigen Astrozytom, erkrankt sind“, sagt Lichter. Das Medikament ist zwar nicht neu und richtet sich eigentlich gegen eine Genveränderung, die beim schwarzen Hautkrebs eine Rolle spielt. „Aber genau die gleiche Genveränderung haben wir auch in Proben dieses Astrozytoms aufgespürt“, sagt Lichter.

So wie in diesem Fall könnte künftig noch eine ganze Reihe von Medikamenten, die derzeit nur für ein bestimmtes Krebsleiden zugelassen sind, bei ganz verschiedenen Tumorarten helfen. Und selbst gescheiterte Hoffnungsträger – sprich Arzneien, die sich in vergangenen Studien als zu wenig wirksam erwiesen haben, um überhaupt auf den Markt zu gelangen – werden womöglich neuen Ruhm einheimsen. „Denn vielleicht wurde bei manchen dieser sogenannten Fallen Angels nur die Zielgruppe nicht richtig ausgewählt“, sagt Lichter. Das ließe sich dank Genomanalyse künftig ändern.

Solche und ähnliche Aspekte sind es, die auch die anfängliche Skepsis der Pharmaindustrie gegenüber dem Krebsgenom-Projekt beseitigt haben. Fürchteten die Unternehmen einst vor allem das Ende von Verkaufsschlagern, die gegenwärtig noch bei allen möglichen Krebsarten eingesetzt werden, blicken sie den Ergebnissen des Internationalen Krebsgenom-Konsortiums mittlerweile mit froher Erwartung entgegen. „Natürlich erhoffen wir uns von dem Projekt Erkenntnisse, mit denen wir neue, zielgerichtete Diagnose- und Therapiemöglichkeiten entwickeln können“, sagt Hans-Ulrich Jelitto, Sprecher des Herceptin-Herstellers Roche.

Michael Herschel, der Leiter der Klinischen Forschung des Pharmaunternehmens GlaxoSmithKline, findet noch deutlichere Worte: „Die Arbeit des Internationalen Krebsgenom-Konsortiums betrachten wir als uneingeschränkt positiv“, sagt er. Zum einen liefere sie die Grundlage, um neue Targets – das heißt Zielorte – zu finden, an denen Wirkstoffe angreifen können.


Zum anderen werde die Zulassung eines neuen Wirkstoffs in Zukunft vermutlich einfacher und schneller vonstattengehen. „In klassischen klinischen Studien ist es wegen der unterschiedlichen genetischen Ausstattung der Patienten oft schwer, den positiven Effekt einer Substanz nachzuweisen“, sagt Herschel. Mit einer Vorauswahl der Probanden werde das viel leichter: „Der Verdünnungseffekt, der sich rein statistisch ergibt, lässt sich damit umgehen.“

Doch nicht nur die Entwickler neuer Medikamente freuen sich über die Arbeit des Internationale Krebsgenom-Konsortiums: Um die Erkenntnisse der Krebsgenetiker so schnell wie möglich in die Praxis einfließen zu lassen, haben Ärzte und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Molekulare Genetik in Berlin, des Comprehensive Cancer Centers der Charité, ebenfalls in Berlin, und der Harvard Medical School in Boston (Massachusetts) vergangenes Jahr das Treat-1000-Projekt gestartet. Treat, auf Deutsch behandeln, steht für Tumor Research and Therapy (Tumorforschung und -therapie).


Ziel des Projekts ist es, das Erbgut von 1000 Krebspatienten zu erfassen und die Daten durch einen Rechner hindurchzuschicken, der dann auf Knopfdruck den optimalen Behandlungsplan auswirft. Dazu haben die Forscher ein Computermodell entwickelt. In dieser Software sind alle wichtigen Daten verarbeitet, die die Tumorbiologen in den vergangenen Jahren gesammelt haben.


„Man kennt derzeit gut zehn verschiedene Signalwege, die an der Entstehung eines Tumors beteiligt sein können“, sagt Lichter. Jeder dieser Signalwege besteht aus mehreren Proteinen, wobei Protein A auf Protein B wirkt, dieses wiederum auf Protein C und so weiter. Das Computermodell erkennt nicht nur diese Signalwege, sondern es weiß auch, an welcher Stelle dieser Pfade die bekannten Krebsmedikamente eingreifen. Sobald klar ist, welcher der Signalwege bei einem bestimmten Patienten aktiv ist, findet der Rechner diejenigen Wirkstoffe heraus, die das fatale Geschehen – hoffentlich – zum Stoppen bringen. Therapien, auf die die Gene dieses Patienten gar nicht ansprechen können, sind damit ganz sicher auszuschließen.

Das Erbgut des ersten Patienten, der an schwarzem Hautkrebs litt, haben die Forscher bereits entziffert. In den Zellen seines Tumors stießen sie auf 670 veränderte Erbanlagen. 25 von ihnen enthielten Baupläne für die Proteine der Signalwege – die Wissenschaftler gaben sie in die Computersoftware ein. Der Rechner schlug zwei Wirkstoffe vor, die den Krebs dieses Mannes gezielt angreifen könnten.

Zwar kam für diesen Patienten jede Rettung zu spät. In seinem Körper hatten sich bereits unzählige Metastasen gebildet. Der Mann starb vor wenigen Monaten – doch immerhin in dem Bewusstsein, einen kleinen Beitrag zur Heilung zukünftiger Patienten, die an der Krankheit der Gene leiden, geleistet zu haben.

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