Biomarker | Beiträge ab Seite 2

Kann ein menschliches Organ auf Einzelzellebene kartiert werden, um die Funktionalität einzelner Zellen zu verstehen? Wie unterschiedlich sind Zellen von Mensch zu Mensch? Helmholtz Munich Wissenschaftler:innen haben sich in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam dieser Herausforderung gestellt und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) den „Human Lung Cell Atlas“ entwickelt. Der Atlas klärt über die Diversität einzelner Lungenzelltypen auf und erlaubt Rückschlüsse auf die Lungenbiologie von gesunden und kranken Organen. Somit ist er der erste Einzelzell-Atlas eines großen Organs. Erstellt wurde er im Rahmen des „Human Cell Atlas“ (HCA), einem weltweiten Gemeinschaftsprojekt zur Kartierung des gesamten Körpers auf Einzelzellebene. Die Ergebnisse wurden nun in Nature Medicine veröffentlicht.

Muss die Pneumologie in Sachen COPD umdenken? Die frühe Diagnose der COPD zeigt, dass es sich bei der COPD vor allem um eine inflammatorische Erkrankung handelt. Beim Kongress der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP) leitet Prof. Dr. Frederik Trinkmann anhand Studienergebnissen aus der Frühdiagnostik der COPD Parameter und Biomarker ab, die neue Targets für eine frühe Behandlung der COPD eröffnen können.

Ab sofort gibt es eine verbesserte Entscheidungshilfe für eine gezielte, moderne Asthma-Therapie, die auch relevante Themen wie Berufswahl und digitale Unterstützungssysteme neu berücksichtigt: Die jetzt veröffentlichte und umfassend überarbeitete S2k-Leitlinie „Fachärztliche Diagnostik und Therapie von Asthma“ richtet sich in erster Linie an pneumologisch tätige Fachärzt:innen und wurde im Rahmen des DGP (Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin)-Kongresses in Düsseldorf präsentiert. Auf Basis neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse wurden bestehende Kapitel der letzten Leitlinien-Fassung aus dem Jahr 2017 umfassend ergänzt und überarbeitet, etwa zum Einsatz von Biomarkern in der Asthma-Diagnostik oder zur Anwendung von Biologika in der Asthma-Therapie (1).

Für die Therapie des schweren Asthmas war bisher der Phänotyp von großer Wichtigkeit. Das Biologikum Tezepelumab blockiert zahlreiche bronchiale Entzündungskaskaden und ist daher zur Asthmabehandlung unabhängig von Biomarker-Werten geeignet.

Das First-in-Class Biologikum Tezepelumab ist seit September 2022 als Add-on-Erhaltungstherapie bei Erwachsenen und Jugendlichen ab 12 Jahren mit schwerem Asthma, das trotz hochdosierter inhalativer Corticosteroide plus eines weiteren Arzneimittels zur Erhaltungstherapie unzureichend kontrolliert ist, zugelassen (1). Tezepelumab inhibiert die Aktivität des epithelialen Zytokins Thymus-Stroma-Lymphopoietin (TSLP), was die Blockierung zahlreicher bronchialer Entzündungskaskaden zur Folge hat (1,2). Studien belegen, dass die innovative Behandlungsoption bei einer breiten Patient:innenpopulation unabhängig von Biomarker-Werten wie EOS (Eosinophile), IgE (Immunglobulin E) oder FeNO (fraktioniertes exhaliertes Stickstoffmonoxid) die jährliche Asthma-Exazerbationsrate reduzieren kann (1). Welche Patient:innen von dieser innovativen Therapie profitieren, erklärte Prof. Dr. Stephanie Korn, Mainz und Heidelberg, im Rahmen einer Presseveranstaltung.

Forschende des King's College London haben einen auf Blut basierenden Test zur Vorhersage des Alzheimer-Risikos bis zu 3,5 Jahre vor der klinischen Diagnose entwickelt. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Brain veröffentlicht wurde, stützt die Idee, dass Bestandteile des menschlichen Blutes die Bildung neuer Gehirnzellen modulieren können (1). Die Neurogenese findet in einem wichtigen Teil des Gehirns statt, dem Hippocampus, der für Lernen und Gedächtnis zuständig ist. Während die Alzheimer-Krankheit die Bildung neuer Gehirnzellen im Hippocampus in den frühen Stadien der Krankheit beeinträchtigt, konnten bisherige Studien die Neurogenese nur in den späteren Stadien anhand von Autopsien untersuchen.

Fortschritte in der Mikrobiomforschung der letzten Jahre haben gezeigt, dass das Darmmikrobiom einen großen Einfluss auf das Immunsystem und die Gesundheit des Menschen hat. Auch bei der Entwicklung und dem Wachstum von Krebs spielen Bakterien eine wichtige Rolle. Die Mikrobiomdiagnostik kann hierbei eine zielgerichtete Krebsimmuntherapie ermöglichen. Ein stuhlbasierter Vorhersagetest kann das Ansprechen auf eine Immuntherapie gegen Krebs und die voraussichtlichen Nebenwirkungen vor Therapiebeginn analysieren. Das erspart Patient:innnen leidvolle Umwege und gefährlichen Zeitverlust in der Behandlung und kann hohe Kosten im Gesundheitssystem sparen.

Ein einfacher Urintest könnte anzeigen, ob eine Person an Alzheimer im frühen Stadium leidet, meint ein Forschungs-Team unter der Leitung des Sixth People's Hospital, das der Shanghai Jiao Tong University angeschlossen ist. Die Wissenschaftler:innen haben eine große Gruppe von Alzheimer-Patient:innen mit verschiedenen Graden der Erkrankung sowie gesunde Kontrollen analysiert, um Unterschiede von Biomarkern im Urin festzustellen. Ergebnis: Ameisensäure ist ein empfindlicher Marker für einen subjektiven kognitiven Abbau, der auf sehr frühe Stadien von Alzheimer hinweisen könnte.

Anlässlich der 105. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pathologie (DGP) sind 3 Preise an Nachwuchswissenschaftler:innen für hervorragende Arbeiten in der Pathologie verliehen worden. Der Preis wird an Wissenschaftler:innen unter 40 Jahren vergeben. Durch ihre Forschungen können die Preisträger:innen zur Identifizierung innovativer Therapien einen Beitrag leisten und neue Behandlungsmöglichkeiten aufzeigen.

Ob Feinstaub oder giftige Gase – von Geburt an sind Menschen dauerhaft verschiedenen äußeren Umwelteinflüssen ausgesetzt. Diese externen Faktoren, in ihrer Gesamtheit als Exposom bezeichnet, wirken sich nachhaltig auf die menschliche Gesundheit aus. In einem europäischen Forschungsprojekt wird nun untersucht, inwieweit das Exposom den Verlauf von Lungenkrankheiten beeinflusst. Mikroelektronik-Expert:innen vom Fraunhofer IZM entwickelten ein Sensor-Armband, mit dem über 40 Substanzen selbst in schwächster Konzentration identifiziert werden können. Die gesammelten Daten zeigen die entsprechenden Einflüsse auf das Krankheitsbild und ermöglichen die Ableitung personifizierter Behandlungsmethoden.

Das Motto des diesjährigen Welttags der Patientensicherheit lautet „Sichere Medikation“. Aus Sicht des Verbands der Diagnostica-Industrie (VDGH) verdient die Personalisierte Medizin in diesem Zusammenhang besondere Aufmerksamkeit. Indem Diagnostik und Medikation auf den jeweiligen Patienten zugeschnitten werden, steigt der Nutzen einer Arzneimitteltherapie und zeitgleich sinkt das Risiko durch beispielsweise geringere Nebenwirkungen. VDGH-Geschäftsführer Dr. Martin Walger betont: „Der Schlüssel zur Personalisierten Medizin liegt in der gezielten Diagnostik. Vor allem bei der Behandlung von Krebserkrankungen ist der Einsatz molekularer Labordiagnostik für die Therapieentscheidung ein unverzichtbares Kernstück.“

Die Primär Biliäre Cholangitis (PBC) ist eine seltene cholestatische Autoimmunerkrankung der Leber mit chronisch-progredientem Verlauf. In der Praxis erleichtern verschiedene laborchemische Biomarker die Identifizierung von Risikopatient:innen(1), die unzureichend auf die Erstlinientherapie mit Ursodeoxycholsäure (UDCA) ansprechen und von einer effektiven Zweitlinientherapie mit Obeticholsäure profitieren können. Wie eine auf dem International Liver Congress (ILC) 2022 vorgestellte Langzeitanalyse bestätigte, trägt neben der frühzeitigen Therapieanpassung auch die konsequente Langzeittherapie mit Obeticholsäure zur Optimierung der Prognose von Patient*innen mit PBC bei – in Ergänzung zu den verbesserten Biomarkern (2).

Auf der Suche nach einem Impfstoff, der künftig den Ausbruch von Multipler Sklerose (MS) verhindern könnte, ist der Wissenschaft ein entscheidender Durchbruch gelungen. Einer Forschergruppe der Harvard Universität konnte in einer Studie den Zusammenhang zwischen einer Infektion mit dem Epstein-Barr-Virus und der Entstehung einer MS bestätigen. Dank der pharmazeutischen Forschung stehen Patientinnen und Patienten mittlerweile eine Vielzahl an unterschiedlichen Wirkstoffen und Therapieoptionen zur Verfügung. Pharmazeutische Unternehmen und akademische Einrichtungen arbeiten daran, weitere Therapiefortschritte zu erzielen.

Die Alzheimer-Erkrankung gehört zu den Volkskrankheiten des 21. Jahrhunderts. Diagnose und Therapie stellen heute noch große Herausforderungen im hausärztlichen Alltag dar. Wieso sich eine Früherkennung lohnt und welche Forschungsansätze momentan verfolgt werden, wurde im Rahmen eines Symposiums auf dem 128. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin (DGIM) diskutiert (1).

Die bundesweite genommedizinische Plattform genomDE soll dazu beitragen, dass Patient:innen stärker von der Auswertung genomischer Daten profitieren können. Als erste Modellbereiche zur systematischen Zusammenführung von Daten dienen den Forscher:innen seltene Erkrankungen und die Onkologie. Die Verankerung der Plattform in der Regelversorgung soll Diagnosestellung, Behandlung und Prävention bei bestimmten Krankheiten weiter verbessern. 

Als SARS-CoV-2 zu Beginn der Pandemie Forscher und Behörden weltweit elektrisierte, begann das große Datensammeln. Fallzahlen, R-Werte, später Impfquoten und Hospitalisierungsraten interessierten stark. Nun werden die Daten löchriger. Ist das schlimm?

Typ-2-Diabetes und Erkrankungen des Herzkreislaufsystems gehen Veränderungen im Stoffwechsel voraus. Eine aktuelle Studie des DZD und DIfE deutet darauf hin, dass bestimmte Fettmoleküle, die im Stoffwechsel gebildet werden, an der Entstehung von Typ-2-Diabetes und CVD beteiligt sind. Die Studie stellt außerdem einen Zusammenhang zwischen ungesunder Ernährung und nachteiligen Ceramidwerten im Blut her. Das könnte zum Beispiel erklären, warum das Diabetesrisiko durch häufigen Verzehr von rotem und verarbeitetem Fleisch erhöht wird. Als potenzielle Biomarker könnten Ceramide präzisere Ernährungsansätze für die Prävention kardiometabolischer Erkrankungen ermöglichen.

Plattenepithelkarzinome im Hals-Nasen-Ohren(HNO)-Bereich sind die sechsthäufigste Tumorerkrankung. Wissenschaftler:innen der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun mithilfe einer neuen Technik HNO-Plattenepithelkarzinome untersucht, um das Milieu im Tumor besser zu verstehen. Sie möchten so Ursachen für die Krebsentstehung klären und bessere Früherkennungs- und Behandlungsmethoden entwickeln. Ihre Erkenntnisse sind in „Nature Communications“ veröffentlicht.

Eine Infektion mit SARS-CoV-2 geht an einigen Betroffenen fast spurlos vorüber, bei anderen entwickelt sich eine lebensbedrohliche COVID-19-Erkrankung. Bisher versteht man nicht genau, warum die Verläufe, gerade die mit der Ursprungsvariante, so große Unterschiede aufweisen. Ein Team von Wissenschaftler:innen hat nun herausgefunden, dass schwere Verläufe neben einer starken Immunaktivierung und Entzündungsreaktionen vor allem durch eine Funktionsstörung des Endothels gekennzeichnet sind: Wird diese Barriere zwischen Blutstrom und Gewebe geschädigt, verschlechtert sich der Zustand der Patient:innen.