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Onkologie : Zwei Terabyte pro Patient

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Von welchen Datenmengen reden wir hier?

Eils: Um präzise Analysen durchführen zu können, müssen wir das Krebsgenom mit dem Erbgut einer normalen Zelle vergleichen. Wir sequenzieren pro Patient mindestens zwei Proben. Eine stammt direkt aus der Tumormasse, eine zweite entnehmen wir dem Blut der Patienten. Sie dient als Referenz, anhand der wir die genetische Variabilität der Patienten erfassen. Um Präzision zu erreichen, entziffern wir zudem die Bausteine der DNA nicht nur einmal, sondern zur Sicherheit mehr als hundertmal. Am Ende sind es zwei Terabyte an Informationen pro Patient, die wir prozessieren müssen.

von Kalle: Allerdings passt die ausgewertete Information einer Krebserkrankung auf einen einfachen USB-Stick. Für den behandelnden Arzt sind die meisten Sequenzdaten irrelevant, er erhält eine bestimmte Auswahl.

Der Onkologe Christof von Kalle

Ein Muster verspricht noch keine Heilung. Was hat der Patient von den Analysen?

von Kalle: Viele Patienten erhalten eine zuverlässigere Diagnose, wenn die Genomdaten mit den klinischen Verläufen zusammengeführt und molekulare Eigenschaften berücksichtigt werden können. Die nächste Stufe erreichen wir, wenn ein Arzt Medikamente auswählen kann, die gezielt gestörte Stoffwechselwege attackieren. Und irgendwann führt das zu einer frühzeitigen Diagnostik, weil sich bestimmte Mutationen mit einfachen Tests im Blutstrom der Patienten nachweisen lassen.

Robert Weinberg, ein Pionier der molekularen Krebsforschung, sagte kürzlich, ihn würde Big Data faszinieren, aber er sehe bisher keine klare Botschaft, was sie den Patienten bringe. Haben Sie eine?

Eils: Sicher. Nehmen wir als Beispiel das Pilozytische Astrozytom, einen frühkindlichen Hirntumor. Wir verstehen nach der Sequenzierung von 250 Patienten, was diesen Tumor auslöst, es eröffnen sich damit neue Behandlungsmöglichkeiten. Nach nur drei Jahren Grundlagenforschung sagen Ärzte nun, wir haben diesen Krebs besser verstanden und können betroffene Kinder gezielter therapieren.

von Kalle: Mit den vielen Daten, die wir heute systematisch erheben, erhalten wir hoffentlich immer öfter neuartige Chancen, Patienten mit dem Tod vor Augen zu helfen.

Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen, das vom DKFZ und dem Universitätsklinikum Heidelberg eingerichtet wurde, kündigte an, von 2015 an allen Patienten, bei denen es sinnvoll erscheint, die Entzifferung des Krebsgenoms anzubieten. Wie ist das zu erreichen?

Eils: Wir werden jedem Patienten ein Aufklärungsgespräch anbieten. Wenn wir danach Material aus dem Tumor entnehmen, wollen wir alle relevanten genetischen Daten mit der Krankengeschichte verbinden. Zunächst einmal, um die Grundlagenforschung voranzubringen, im Einzelfall aber auch, um klinische Fragen zu klären.

Der Bioinformatiker Roland Eils

Was heißt das konkret?

von Kalle: Je nach Art der Krebserkrankung suchen wir zunächst oft nach einem Panel von 150 bis 600 Mutationen, von denen bereits bekannt ist, dass sie mit Krebs assoziiert sind und bedeutende Schaltstellen der Entartung darstellen. Dafür ist weniger Gewebe nötig als für eine komplette Sequenzierung, die bei vielen Patienten anschließend in Frage kommt.

Eils: Wir bauen derzeit die nötige Infrastruktur dafür auf. In diesem Jahr wollen wir das Erbgut von rund 1500 Patienten komplett entziffern. Im nächsten Jahr werden es 500 bis 1000 mehr sein, bis wir in drei Jahren in Zusammenarbeit mit Kollegen in ganz Deutschland von rund 5000 Patienten das Erbgut komplett analysieren können.

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