Was sind Biomarker?
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Biomarker sind charakteristische biologische Merkmale bzw. messbare Parameter biologischer Prozesse. Sie werden in der Medizin und Biologie zur Diagnose und Prognose von Veränderungen im Körper herangezogen. Gemessen werden physiologische, genetische, anatomische oder biochemische Merkmale. Typische medizinische Beispiele im Alltag sind die Bestimmung des Blutzuckerspiegels oder auch die Messung des Blutdrucks. Durch die prognostische Aussagekraft dieser Indikatoren knüpft sich große Hoffnung an die Biomarkerforschung auf eine “personalisierte Medizin” hin zu höchst individuellen Behandlungen von Patienten.
Biomarker sind an Genen, Zellen, Hormonen und Enzymen identifizierbar. In der Medizin sind sie die notwendige Voraussetzung um medizinische Behandlungen, allen voran Krebstherapien zu individualisieren. Heute weiss man: je spezifischer die Behandlung desto größer die Heilungschance.
Biomarker: Definition und Beispiele
Was sind Biomarker? Als Biomarker werden charakteristische biologische Merkmale bezeichnet. Das können genetische, anatomische, physiologische oder biochemische Parameter sein, die Zustände oder Prozesse aufzeigen. Biomarker sind objektiv messbar und bewertbar. Sie liefern exakte Daten über Krankheits- und Genesungsverlauf. In der Medizin differenziert man dabei nach ihrem ‚Anwendungsgebiet‘ – am bekanntesten sind onkologische und immunologische Biomarker.
Biomarker sind also ‘Anzeiger’ für biologische Prozesse im Körper. Sie zeigen ‘normale’ Prozesse ebenso an wie krankhafte. Auch Reaktionen des Körpers auf bestimmte medikamentöse Therapien werden über Biomarker messbar.
Bekannte ‚banale‘ Beispiele für Biomarkerbestimmungen sind die Blutdruckmessung, Fiebermessung oder auch Schwangerschaftstests. Doch wenn man heute in der medizinischen Forschung von Biomarkern spricht, denkt man meist an Krebstherapie oder Immunologie.
Unterteilung von Biomarkern
„Krebs(bio)marker“ sind also Gene oder Genprodukte die gezielt dazu beitragen, die beste individuelle Therapie zu finden .Biomarker werden generell in vier Subkategorien unterteilt, wobei Überschneidungen möglich sind:
- diagnostische Biomarker (zum Beispiel kardiales Troponin als Indikator für einen Herzinfarkt)
- Risikomarker (zum Beispiel das BRCA-Gen als genetischer Risikofaktor für Brustkrebs)
- prognostische Biomarker wie z.B. das HER2/neu-Gen bei einigen Tumorerkrankungen)
- prädiktive Biomarker
Biomarker sind dafür verantwortlich sind, dass Patienten mit identischer Diagnose auf die Behandlung mit dem gleichen Arzneimittel unterschiedlich ansprechen können. Mögliche Ursachen dafür sind – neben anderen Faktoren – z.B. individuelle Eigenheiten im Erbgut oder auch krankheitsspezifische Elemente, die die Wirkungsweise von Medikamenten unterschiedlich beeinflussen.
Diagnostische Biomarker sowie Risikomarker dienen dazu, durch das Bestimmen von bestimmten physiologischen oder pathophysiologischen Eigenschaften bestimmte Krankheitsbilder zuzuordnen bzw. die Wahrscheinlichkeit des Ausbruchs von bestimmten Krankheiten zu errechnen.
Prädiktive Biomarker helfen dabei vorauszusagen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Patient auf eine spezifische Behandlung gut ansprechen wird. Über den voraussichtlich zu erwartenden Krankheitsverlauf geben wiederum prognostische Biomarker Auskunft. Beide sollen in Zukunft helfen eine personalisierte Medizin nach Maß zu ermöglichen.
Biomarker in der Onkologie
Biomarkerprüfungen werden vor allem in der Krebsforschung vorgenommen. Rund 50 Prozent aller Studien mit Biomarker-Prüfung erfolgen in der onkologischen Forschung, und mehr als jede dritte onkologische Studie (37 Prozent) wird unter Verwendung von Biomarkern durchgeführt. Doch auch bei der Behandlung und Diagnose von Herz-Kreislauf- und Muskelerkrankungen sowie der Immunologie spielen Biomarker eine wichtige Rolle.
Besonders in der Darmkrebs- und Brustkrebsforchung, aber auch bei Prostata-. und Unterleibskrebs sind die Einsatzmöglichkeiten von Biomarkern beeindruckend.
Der Nutzen ihres Einsatzes bzw. der daraus resultierenden personalisierten Medizin besteht darin, dass ein Patient punktgenau das für ihn am besten geeignete Medikament, die am besten ‚passende‘ Therapie erhalten kann.
Wirkungslose, unverträgliche bzw. sogar kontraindizierte Therapien können so weitgehend vermieden werden. Das verbessert die Lebensqualität der an Krebs Erkrankten und nicht zuletzt die Effizienz im Gesundheitssystem.
Neben der Entwicklung neuer Arzneiprodukte und Behandlungsmethoden für die klinische Anwendung in der Onkologie steht auch die Immunologie im Zentrum der Biomarker Forschung. Das Immunsystem spielt bei einer Reihe schwerer Erkrankungen eine zentrale Rolle. Entsprechend rücken immunologische Biomarker in den Fokus der Forschung.
Wenn man nun die Ergebnisse der Biomarkerforschung aus den beiden Fachgebieten Onkologie und Immunologie sinnvoll kombinieren kann, sind Quantensprünge in der Behandlung von Krebserkrankungen möglich.
Immunologische Biomarker
Je früher der genetische und/oder stoffwechselbedingte Zustand eines Patienten mittels Biomarkern identifiziert werden kann, desto früher können Vorhersagen über den Krankheits- und Therapieverlauf getroffen werden.
Je mehr Biomarker also identifiziert werden, desto maßgeschneiderter kann Behandlung erfolgen. Biomarker sind unabdingbare Voraussetzung für jene angestrebte Form der “personalisierte Medizin”, die nicht nur den Umgang mit Krebs, sondern auch mit Diabetes, Hepatitis und anderen Erkrankungen am Nachhaltigsten revolutioniert.
Wie sich ein Tumor entwickelt und wie gut ein Patient auf die Behandlung anspricht, hängt nämlich nicht nur von der Krebszelle, sondern auch vom ‘Wirtsorganismus’, der diese ‘beheimatet’ ab. Dieser ‘Wirtsorganismus’ wird wiederum maßgeblich vom Immunsystem beeinflusst. Es erscheint also möglich, dass anhand des Zustandes des Immunsystems die Entwicklung einer Krebserkrankung prognostizieren werden kann.
Doch nicht nur bei onkolgischen Erkrankungen, auch bei der Entstehung von Typ-1-Diabetes mischt das Immunsystem entscheidend mit. Wenn die relevanten immunologischen Biomarker also dingfest gemacht werden können, könnte man die Krankheit bereits im Vorfeld des Ausbruchs ‘entdecken’ und optimal behandeln.
Das dritte große Forschungsgebiet im Bereich der immunologischen Biomarker betrifft die Blutvergiftung. Biomarker können Auskunft darüber geben, wie Sepsis entsteht und welche Veränderungen bei einer Blutvergiftung im Immunsystem auftreten. Mit diesem Wissen können Antibiotika punktgenauer zum Einsatz kommen und Leben retten.
Weltweit werden laufend neue Biomarker entdeckt und der Reihe nach validiert, also der Nachweis über ihre ‘Eignung’ erbracht. Mit der Zeit schließt sich der Bogen von der Grundlagenforschung zur Praxis und eine neue – individualisierte – Ära der Medizin bricht an.
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Quelle:
¹ Deutsche Krebsgesellschaft – personalisierte Krebsmedizin
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