{"id":24561,"date":"2015-03-15T11:52:10","date_gmt":"2015-03-15T09:52:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.allmytraveltips.ch\/?p=24561"},"modified":"2015-03-16T17:51:37","modified_gmt":"2015-03-16T15:51:37","slug":"mit-proteinen-die-medizin-personalisieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.allmytraveltips.ch\/?p=24561","title":{"rendered":"Bahnbrechend: Mit Proteinen die Medizin personalisieren"},"content":{"rendered":"
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Ruedi Aebersold ist einer der weltweit f\u00fchrenden Proteomik-Forscher. In den letzten Jahren entwickelte er die Proteomik-Methoden gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam weiter, sodass nun auch \u00c4rzte diese Technik als Werkzeug einsetzen k\u00f6nnen. Im Gespr\u00e4ch mit ETH-News erkl\u00e4rt der Professor der ETH Z\u00fcrich und der Universit\u00e4t Z\u00fcrich, wie die Information von Proteinen die sogenannte personalisierte Medizin weiterbringen kann. Von: Fabio Bergamin<\/a><\/h2>\n<\/div>\n
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\u00abDie Proteine sind die molekularen Akteure in den Zellen, nicht die Gene\u00bb, sagt Ruedi Aebersold, Professor an der ETH und der Universit\u00e4t Z\u00fcrich. (Bild: Fabio Bergamin \/ ETH Z\u00fcrich)<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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ETH-News: Medizinforscher m\u00f6chten die individuellen Unterscheide von Patienten und die verschiedenen Auspr\u00e4gungen einer Krankheit in Zukunft st\u00e4rker ber\u00fccksichtigen, um massgeschneiderte Therapien anbieten zu k\u00f6nnen. Als Kriterium dienten ihnen bisher vor allem genomische Unterschiede, das heisst Mutationen in der Erbsubstanz DNA. Sie, Herr Aebersold, gehen nun einen Schritt weiter und m\u00f6chten die personalisierte Medizin auf Stufe der Proteine etablieren. Warum?<\/b>
\nRuedi Aebersold: Die molekularen Akteure, die in einem K\u00f6rper oder einer Zelle eine Krankheit unmittelbar verursachen, sind zum weitaus gr\u00f6ssten Teil Proteine. Schon seit langem messen Pathologen in Gewebeproben bestimmte Proteine, wenn sie Krankheiten diagnostizieren, zum Beispiel einen Krebstyp. Mit einer weitverbreiteten, klassischen Methode machen sie diese Proteine mit Antik\u00f6rpern sichtbar. Damit l\u00e4sst sich allerdings nur eine Handvoll Proteine aufs Mal bestimmen. Wir entwickelten in den letzten Jahren eine Proteomik-Methode, mit der wir in einer winzigen Gewebeprobe 2000 verschiedene Proteine gleichzeitig und genau bestimmen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Solche Methoden, mit denen das Protein-Muster bestimmt werden kann, sind aber viel aufwendiger als die bestehenden Genom-Analysen.<\/b>
\nErbgut-Mutationen kann man mittlerweile schnell und verh\u00e4ltnism\u00e4ssig g\u00fcnstig bestimmen, das stimmt. Die genetische Information wird jedoch in der Zelle weiterverarbeitet, und am Ende der biologischen Verarbeitungskette stehen die Proteine. Um eine Krankheit zu beschreiben, sind diese aussagekr\u00e4ftiger. Mit der Bestimmung von Tausenden von Proteinen in Gewebeproben m\u00f6chten wir den Bogen spannen von der Genomik zu den Krankheiten. Denn oft f\u00fchren ganz unterschiedliche Mutationen am Erbgut zur selben Krankheit. Oder eine Krankheit ist so komplex, dass sehr viele genetische Puzzlesteine zusammenspielen, von denen wir gar noch nicht alle kennen. Andererseits geben wir mit unserer Proteomik-Methode den Pathologen ein modernes Werkzeug in die Hand, mit dem sie krankes Gewebe weit pr\u00e4ziser klassifizieren k\u00f6nnen als bisher. Wir haben die Proteomik so weiterentwickelt, dass wir in nur einer Stunde sehr pr\u00e4zise und reproduzierbare Resultate liefern k\u00f6nnen.<\/p>\n

Wie ist Ihnen dies gelungen?<\/b>
\nUm in einer Probe die Proteine zu bestimmen, zerlegen wir die Proteine in Bruchst\u00fccke, sogenannte Peptide. Mithilfe der Massenspektrometrie k\u00f6nnen wir diese Peptide anhand ihrer Masse und ihrer F\u00e4higkeit Wasser abzustossen, unterscheiden. Wir gehen davon aus, dass es 10 bis 100 Millionen unterschiedliche Peptide gibt, die aus den verschiedenen Proteinen im menschlichen K\u00f6rper entstehen k\u00f6nnen. Das ist eine viel zu grosse Zahl, um sie in kurzer Zeit auszuwerten. Viele bisherige Proteomik-Methoden nutzten daher einen Trick: Nach dem \u00abPrinzip Las Vegas\u00bb w\u00e4hlten sie zuf\u00e4llig etwa jedes tausendste Peptid aus und analysierten diese. Diese Methode hat allerdings den grossen Nachteil, dass sie nicht reproduzierbar ist, weil nicht jedes Mal dieselben Peptide ausgew\u00e4hlt werden. Wir hingegen reduzieren die Datenmenge anders: Wir f\u00fchren die Peptide anhand ihrer Masse und F\u00e4higkeit Wasser abzustossen in etwa 30\u2018000 Gruppen zusammen und analysieren diese innerhalb einer Stunde. In unserer Methode spielt der Zufall keine Rolle, unsere Technik ist daher sowohl reproduzierbar als auch schnell.<\/p>\n

In den letzten zwei Jahren optimierten Sie die Methode und wendeten sie j\u00fcngst erstmals in Gewebeproben von Patienten an. Mit welchem Erfolg?<\/b>
\nIn unserer j\u00fcngsten Studie massen wir den biochemischen Zustand kleiner Biopsien, konkret von Nierenkrebs-Biopsien, die wir von an der Studie beteiligten \u00c4rzten am Kantonsspital St. Gallen erhielten. Den Befund der Pathologen konnten wir sehr gut auf Protein-Ebene nachvollziehen. Mit unserer Technik erstellen wir digitale Protein-Fingerabdr\u00fccke der Proben. Ein weiterer Vorteil ist: Diese Fingerabdr\u00fccke k\u00f6nnen auch zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt erneut analysiert werden. Forscher k\u00f6nnen noch in vielen Jahren, wenn sie sich f\u00fcr die Funktion eines bestimmen Proteins interessieren, auf unsere Daten zur\u00fcckgreifen.<\/p>\n

Warum ist die Schnelligkeit der Methode wichtig?<\/b>
\nMithilfe der Proteomik k\u00f6nnen wir neue Erkenntnisse am besten dann gewinnen, wenn wir Daten einer grossen Zahl von Menschen \u2013 einer sogenannten Kohorte \u2013 statistisch auswerten. Wenn eine Methode schnell ist, hat sie die Kapazit\u00e4t, grosse Kohorten zu untersuchen.<\/p>\n

Sie f\u00fchren eine Forschungsgruppe von Systembiologen. Wie nahmen \u00c4rzte an den Spit\u00e4lern Ihre neue Methode auf?<\/b>
\nWir erhielten positive R\u00fcckmeldungen von klinischen Forschern. Und wir erwarten, dass Pathologen die Methode bald f\u00fcr klinische Entscheide verwenden werden. Bisher hatte die Proteomik unter \u00c4rzten einen eher schlechten Ruf, weil sie vergleichsweise teuer und komplex ist. Auch litt die Proteomik unter dem erw\u00e4hnten \u00abLas-Vegas-Syndrom\u00bb, der schlechten Reproduzierbarkeit. Diese haben wir nun korrigiert, und wir sind davon \u00fcberzeugt, dass unsere Methode in der Klinik ein grosses Potenzial hat. Unsere j\u00fcngste Forschungsarbeit haben wir daher absichtlich nicht in einer biologischen, sondern in einer medizinischen Fachzeitschrift zur Publikation eingereicht. Davon erhoffen wir uns, \u00c4rzten und Medizinforschern die Vorteile unserer Technik noch st\u00e4rker bekannt zu machen. Uns freut auch, dass unsere Methode nicht mehr ausschliesslich auf den Ger\u00e4ten funktioniert, die wir verwendeten. Andere Forschende haben die Methode bereits f\u00fcr weitere Ger\u00e4te angepasst.<\/p>\n

Wie werden Sie die Methode weiterentwickeln?<\/b>
\nWir sind daran, die Zahl der damit messbaren Proteine st\u00e4ndig zu erh\u00f6hen. Ausserdem m\u00f6chten wir die Methode so weiterentwickeln, dass wir damit auch \u00e4ltere Gewebeproben, die in Formaldehyd-L\u00f6sung konserviert sind, messen k\u00f6nnen. Wir k\u00f6nnten dann aufbewahrte Proben von Patienten analysieren, von denen der sp\u00e4tere Krankheitsverlauf und die gew\u00e4hlte Therapie bekannt sind. So k\u00f6nnen wir Zusammenh\u00e4nge zwischen Proteinmuster und sp\u00e4terem Krankheitsverlauf erkennen.<\/p>\n

Personalisierte Medizin ist derzeit in aller Munde \u2013 weltweit. In Grossbritannien und in den USA gibt es dazu neue nationale Forschungsprogramme. Wie steht es um die Forschung der personalisierten Medizin in der Schweiz?<\/b>
\nWir sind in der Schweiz sehr gut positioniert, um komplexe Krankheiten mit dem Systemansatz zu untersuchen \u2013 unter anderem dank der weitentwickelten systembiologischen Forschung hierzulande. Auch gibt es im Rahmen von \u00abHochschulmedizin Z\u00fcrich\u00bb bereits ein Kompetenzzentrum Personalisierte Medizin. Es braucht aber weitere Anreize, damit \u00c4rzte in der Klinik, Forscher und Ingenieure besser zusammenarbeiten k\u00f6nnen. \u00c4hnlich wie es Barack Obama j\u00fcngst f\u00fcr die USA ank\u00fcndigte<\/a>, w\u00e4re auch in der Schweiz ein nationales Forschungsprogramm f\u00fcr die personalisierte Medizin w\u00fcnschenswert. Von der wissenschaftlichen Seite gibt es einen breit abgest\u00fctzten Vorschlag, ein solches in das n\u00e4chste Legislaturprogramm ab 2017 aufzunehmen. Ende 2016 kommt ja auch das nationale Forschungsprogramm zur Systembiologie, SystemsX.ch, zu seinem planm\u00e4ssigen Ende. Ein \u00abPersonalized Health\u00bb-Programm k\u00f6nnte darauf aufbauen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Zur Person<\/h2>\n

Ruedi Aebersold (60) ist ein Pionier der Proteomik und der Systembiolgie. Die Zeitschrift \u00abAnalytical Scientist\u00bb bezeichnete ihn 2013 als den weltweit zweiteinflussreichsten Forscher der analytischen Wissenschaften. Nach einem Studium und der Promotion an der Universit\u00e4t Basel war Aebersold am California Institute of Technology und an der University of Washington t\u00e4tig. Seit 2000\/01 ist er Professor f\u00fcr Systembiologie an der ETH Z\u00fcrich und der Universit\u00e4t Z\u00fcrich.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Literaturhinweis<\/h2>\n

Guo T et al.: Rapid mass spectrometric conversion of tissue biopsy samples into permanent quantitative digital proteome maps. Nature Medicine, 2. M\u00e4rz 2015, doi: 10.1038\/nm.3807<\/a><\/p>\n

(Quelle: ETH Z\u00fcrich)<\/p>\n

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