„Fingerstich“-Assay identifiziert Exposition gegenüber krankheitsauslösenden Strahlendosen

  • Yadav M & al.
  • Sci Transl Med
  • 15.07.2020

  • Studien – kurz & knapp
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Ein neuer Test, der auf der Messung von Biomarkern in einem einzigen, mittels Fingerstich gewonnenen Bluttropfen basiert, könnte schnelle Ergebnisse zu Strahlenexpositionsdosen liefern – im Gegensatz zu aktuellen Testmethoden, die 3–4 Tage benötigen können, bis sie Ergebnisse liefern.

Der Test wäre nützlich, um eine Strahlenkrankheit oder ein akutes Strahlensyndrom (ARS) zu identifizieren, die innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums mehrere Organe im Körper schädigen können. Während ein ARS üblicherweise die Folge einer Exposition gegenüber nuklearer Bestrahlung und radioaktiven Niederschlags infolge einer Nuklearwaffendetonation oder eines Reaktorvorfalls ist, wäre dieser Assay auch für Patienten mit Krebs relevant. Insbesondere für Patienten, die sich einer Knochenmarkstransplantation unterzogen haben, sagen Wissenschaftler, die an der Entwicklung des Tests beteiligt sind.  Bei jedem Patienten, der eine intensive Strahlentherapie erhält, kann das Risiko einer Überdosierung sowie einer Unterdosierung bestehen, merken sie an.

„Eine biomarkerbasierte Untersuchung ist für die Beurteilung des Dosisansprechens bei menschlichen Patienten unter Strahlentherapie von Relevanz“, sagte der leitende Autor Naduparambil Jacob, Ph.D., Associate Professor und Wissenschaftler am Ohio State University Comprehensive Cancer Center – Arthur G. James Cancer Hospital und Richard J. Solove Research Institute in Columbus. „Zumindest im Bereich der Strahlentherapie folgen Ärzte im Allgemeinen dem Ansatz einer für alle Patienten gleichen ‚Standardbehandlung‘. Diese Studie bringt das Konzept einer möglichen Biomarker-gesteuerten, adaptiven Dosierung hervor.“

Jacob teilte Medscape Medical News mit, dass dieser Test bei Knochenmarktransplantationspatienten angewendet werden könnte, um die Wirksamkeit der Knochenmarkablation vor der Transplantation und die Rekonstitution des Knochenmarks nach der Transplantation zu beurteilen. Der Test ist jedoch noch nicht für den klinischen Einsatz bereit.

„Wir haben zwar die Robustheit der Baseline bei gesunden Menschen und die Dosisreaktion und die Kinetik in Proben von menschlichen Patienten mit Leukämie gezeigt, aber ich möchte betonen, dass es sich um eine Proof-of-Concept-Studie handelt und der Test noch weiter validiert werden muss, bevor er klinisch verfügbar wird“, warnte er.

Die Forschungen zum neuen Test wurden am 15. Juli in Science Translational Medicine veröffentlicht.

Die Forscher erklären, dass die Identifizierung von Personen, die möglicherweise einer übermäßigen Bestrahlung ausgesetzt gewesen waren, wichtig ist, da die Exposition über einen bestimmten Dosisschwellenwert eine sofortige und aggressive Behandlung erfordert. Der Standardtest für die Strahlenexposition ist ein Assay für dizentrische Chromosomen, der auf strahlungsinduzierte DNA-Schäden untersucht. Die Ergebnisse können jedoch mehrere Tage dauern.

Jacob und seine Kollegen stellten die Hypothese auf, dass die Strahlenexposition durch den Vergleich der relativen Expression zweier MikroRNAs im Blut abgeschätzt werden könnte. Dies sind kleine, nicht-kodierende RNA-Moleküle, die eine Rolle bei der Genregulation spielen.

Die erste ist MikroRNA-150-5p, die von Jacob und seinem Team vor mehreren Jahren als Biomarker identifiziert wurde, mit dem das Ausmaß einer Knochenmarkschädigung gemessen werden kann. Sie ist strahlenempfindlich und ihre Konzentrationen sinken mit dem Ansteigen der Strahlendosis. Die zweite, MikroRNA-23a-3p, ist unempfindlich gegenüber einer Bestrahlung, mit stabiler Konzentration nach der Exposition.

Die Autoren untersuchten die Reaktion und die Stabilität beider MikroRNAs, um ihre Anwendbarkeit zur Beurteilung der Strahlenexposition in einem Dosisbereich und zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu bestimmen. In ihrer Studie wurde sowohl mit Proben von Mäusen als auch mit Blutproben von Leukämiepatienten, die vor und nach einer Strahlentherapie gewonnen wurden, gearbeitet.

Zur Erforschung der Dosis-Wirkungs-Beziehung beim Menschen untersuchten die Autoren Veränderungen der Blutkonzentrationen der MikroRNA-150-5p und der MikroRNA-23a-3p bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML), akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL), myelodysplastischem Syndrom (MDS) und akuter Leukämie mit gemischtem Phänotyp (MPAL), die eine strahlungsbasierte myeloablative Konditionierung als Vorbereitung auf eine Transplantation erhalten hatten.

Die Blutproben wurden zur Baseline und zu Zeitpunkten während und nach der Konditionierung entnommen. Die Analysen bestätigten die Dezimierung der Serumkonzentrationen der MikroRNA-150-5p nach einer Bestrahlung, während die Serumkonzentrationen der MikroRNA-23a-3p stabil blieben.

In einer Stellungnahme erklärte Jacob, dass es unmöglich sei, Patienten anzuschauen und zu bestimmen, wie viel Strahlung sie absorbiert haben, da die Auswirkung kumulativ sein kann. „Als Folge könnte eine Strahlenkrankheit Wochen oder Monate nach der Strahlentherapie auftreten“, sagte er. „Mit zusätzlicher Forschung könnte diese neue Testmethode Onkologen möglicherweise dabei helfen, die absorbierte Strahlung – in Echtzeit – zu messen und Gegenmaßnahmen zu treffen, bevor eine Strahlenkrankheit auftritt.“

Jacob und Koautor Arnab Chakravarti sind Miterfinder US-amerikanischer Patente, die mit dieser Forschung in Zusammenhang stehen und der Ohio State Innovation Foundation (OSIF) erteilt wurden. Die OSIF vergibt externe Lizenzen für diese Patente. Die anderen Koautoren haben keine relevanten finanziellen Beziehungen offengelegt.

Der Artikel wurde ursprünglich auf Medscape.com veröffentlicht.