Neues labordiagnostisches Verfahren für den "funktionalen Protein-Fingerabdruck"

Pressemitteilung vom 12.07.2004
Das Institut für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Molekulare Diagnostik der Universität Leipzig erhält im Rahmen des GenoSNIP-Projektes 332.340 Euro Fördermittel von der Sächsischen Aufbaubank, um in Zusammenarbeit mit der Bruker Daltonik GmbH Leipzig ein diagnostisches Verfahren zum sicheren Nachweis bestimmter Erkrankungen zu entwickeln, das auf dem sogenannten "funktionalen Protein-Fingerabdruck" beruht.

Der "genetische Fingerabdruck" hat inzwischen nicht nur in der Forensik Furore gemacht. Jetzt gehen die Wissenschaftler noch ein Stückchen weiter: Sie untersuchen die Eiweiße oder Proteine, die aus dem Genom als der Gesamtheit der Gene entstehen und unsere Körperfunktionen steuern. "Sie sind die eigentlichen Player", erklärt Prof. Dr. Joachim Thiery, Direktor des Institutes für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Molekulare Diagnostik. Das Genom ist sozusagen das Programm oder die Software, deren individueller Inhalt die Proteine sind und analog zum Genom als Proteom bezeichnet werden. "Raupe und Schmetterling haben z. B. das gleiche Genom, zeichnen sich aber durch ein unterschiedliches Proteom-Profil und damit anderes Erscheinungsbild aus." so Thiery.

Proteine oder Eiweiße steuern die verschiedensten Körperfunktionen und sind somit maßgeblich verantwortlich für Gesundheit oder Krankheit. Wenn es gelänge, diese funktionale Proteinmuster im Blut präzise zu erfassen und wiederkehrende Merkmale mit bestimmten Krankheitsbildern in Zusammenhang zu bringen, ließen sich vielleicht zuverlässige Marker für diese Krankheiten finden, vor allem dann, wenn sie sich beim Patienten noch nicht mit den üblichen Symptomen bemerkbar machen. Dies würde einer Revolution auf dem Gebiet der Diagnose schwerer Erkrankungen gleichkommen, von deren frühzeitiger Behandlung ihre Heilung abhängen könnte wie z. B. bei Krebs oder Herzerkrankungen. Das waren die Ausgangsüberlegungen der Wissenschaftler um Prof. Thiery.

Durch die schnell voranschreitende Entwicklung im Bereich der Proteinanalytik und der Bioinformatik ist heute eine sehr präzise Analyse von komplexen Proteinmustern in Patientenblut mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie möglich geworden.
Vorraussetzung für die Durchführung der Proteinanalyse ist eine Abtrennung der Proteine von der Blutmatrix. Diese erfolgt mittels neu entwickelter magnetischer Mikropartikel mit charakteristischen Oberflächeneigenschaften. Nach der Aufarbeitung der Blutprobe werden die Proteine mit einer chemischen Matrix vermischt und getrocknet auf einer Metallplatte im Massenspektrometer analysiert. Dazu werden durch einen Laser-Impuls die Eiweiße ionisiert und im elektrischen Feld beschleunigt. Von der Fluggeschwindigkeit kann man auf die Masse der einzelnen Eiweißmoleküle schließen und sie somit identifizieren. Auf diese Weise erhält quasi einen individuellen "Proteinfingerabdruck", der sich zwischen Gesunden und Kranken unterscheidet. Bei ersten Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe an Patientinnen mit Eierstock-Krebs gelang es, bereits frühzeitig durch Untersuchung des "funktionalen Proteinfingerprints" im Blut den Tumor nachzuweisen.

Mit den eingeworbenen Mitteln wollen die Wissenschaftler jetzt charakteristische Proteinprofile für bestimmte Krankheiten herausfinden: Das sind 1. Dickdarmkrebs und Bauchspeicheldrüsenkrebs; 2. kardiovaskuläre Erkrankungen und 3. Herz-Insuffizienz. Alle drei Krankheiten werden aufgrund bis-her unzureichender labormedizinischer Analysenmethoden in der Regel zu spät erkannt und sind dadurch einer erfolgreichen Behandlung nur sehr schwer zugänglich. Gelänge eine zuverlässige Erstellung des Proteinmusters, könnten die genannten Erkrankungen mit Hilfe einer einfachen Blutuntersuchung frühzeitig diagnostiziert und damit erfolgversprechend behandelt werden.

Die Leipziger Wissenschaftler können auf die modernen massenspektrometrischen Analysengeräte von Bruker Daltonik Leipzig zurückgreifen und auf die Unterstützung der internationalen Firma bauen, die mit einer eigenen Fertigungsstrecke in Leipzig vertreten ist. Prof. Thiery hofft, dass die seit Ende letzten Jahres arbeitende interdisziplinäre Forschergruppe, an der Wissenschaftler verschiedener universitärer Einrichtungen beteiligt sind, 2005 valide Ergebnisse vorlegen kann.