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Brustscreening: Einfache MRT-Messung könnte Biopsierate um 30 Prozent senken

Brustkrebs ist die häufigste tödliche Krebserkrankung bei Frauen. Eine rechtzeitige Früherkennung erhöht die Heilungschancen. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein exaktes Verfahren, um Tumoren des Brustgewebes zu erkennen und zu klassifizieren. Manchmal ist sie aber „zu genau“, was eine weitere Abklärung (Biopsie) nötig macht und zur sogenannten Überbehandlung, also zu unnötigen Operationen, führen kann.

Ein Forschungsteam der MedUni Wien konnte nun für einen nichtinvasiven bildgebenden Biomarker weltweit erstmals einen Grenzwert bestätigen. Dieser kann ohne Zeitaufwand in kurze Standarduntersuchungen integriert werden und könnte die Rate der Biopsien nach MRT-Untersuchung um 30 Prozent senken. Da die Infrastruktur für diese Messung in allen radiologischen Einrichtungen in Österreich vorhanden ist, könnte der Biomarker sofort zur Anwendung kommen.

Die Arbeitsgruppe konnte nachweisen, dass ein bestimmter Grenzwert (ADC) in einem speziellen MRT-Verfahren, der diffusionsgewichteten Bildgebung (DWI), Aufschluss darüber gibt, ob der fraglichen Läsion eine Biopsie entnommen werden muss oder nicht. Deshalb wurde nach einer herkömmlichen MRT noch eine DWI durchgeführt, die nur drei Minuten in Anspruch nimmt. Sie stellt die Bewegung von Wassermolekülen in Strukturen dar und kann sie auch objektiv messen. Paola Clauser, Erstautorin der Studie: „Mit Hilfe der DWI können wir Läsionen viel besser charakterisieren. Denn: Im gesunden Gewebe „tanzen“ die Wasserstoffmoleküle schneller als bei bösartigen Tumoren. Karzinome weisen eine hohe Zelldichte auf und hindern die Wassermoleküle bei ihrer Bewegung.“ So können bösartige Knoten relativ einfach von Gewebe, dass nur besonders dicht und gut durchblutet ist, unterschieden werden.

Referenz:
MedUni Wien
Diffusion-weighted imaging allows for downgrading MR BI-RADS 4 lesions in contrastenhanced MRI of the breast to avoid unnecessary biopsy, Clin Cancer Res 2021;
https://clincancerres.aacrjournals.org/content/early/2021/02/16/1078-0432.CCR-20-3037

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Diagnostik Epigenetik Hämatologie Onkologie Wissenschaft

Neuer Faktor der Leukämieentstehung identifiziert

Trotz der jüngsten Fortschritte bei den Therapieoptionen ist die Gesamtprognose für die meisten PatientInnen, die an akuter myeloischer Leukämie (AML) erkranken, schlecht. Daher besteht ein dringender Bedarf an einem besseren Verständnis der molekularen Mechanismen der Leukämie-Entstehung und -Erhaltung, um neuartige Therapien zu entwickeln. WissenschaftlerInnen des Instituts für Medizinische Biochemie der Vetmeduni Vienna lieferten nun neue potenzielle Ansatzpunkte zur Behandlung dieser Krebserkrankung.
In ihren Untersuchungen erwies sich das RNA-bindende Protein MUSASHI-2 (MSI2) als eines der Proteine, die zur Entstehung von Leukämizellen beitragen.

10 bis 15 % aller an AML erkrankten PatientInnen weisen Mutationen in einem bestimmten Gen (CEBPA-Gen) auf, wovon die häufigsten Veränderungen zu einer verkürzten Isoform (p30) dieses Gens führen. Das Wissenschaftsteam wies nun nach, dass genau diese p30-induzierten Veränderungen an 33 weiteren Genen beeinflussen, die in Folge an der Entstehung von Leukämien mitwirken. Als kritisches Zielgen von p30 identifizierten sie das RNA-bindende Protein MUSASHI-2 (MSI2).

„AML-PatientInnen mit CEBPA-Mutationen exprimierten hohe MSI2-Spiegel, und MSI2 war für das Überleben von murinen (Zellen der Maus) und humanen AML-Zellen mit CEBPA-Mutationen erforderlich“, so Studienerstautorin Elizabeth Heyes vom Institut für Medizinische Biochemie der Vetmeduni Vienna. Wird das Protein jedoch ausgeschalten (MSI2-Knockdown), verzögert das die Entstehung einer akuten myeloischen Leukämie. MSI2 könnte daher ein potenzielles neues Behandlungsziel bei PatientInnen mit CEBPA-mutierter AML darstellen.

Referenz:
VetMedUni Wien
Identification of gene targets of mutant C/EBPα reveals a critical role for MSI2 in CEBPA-mutated AML, Leukemia 2021; 
https://www.nature.com/articles/s41375-021-01169-6

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Diagnostik Gastroenterologie Onkologie Wissenschaft

70 Prozent weniger Todesfälle durch Darmkrebsvorsorge

Ein Kolonkarzinom (Dickdarmkrebs) entwickelt sich meist über viele Jahre hinweg aus Vorstufen, die bei einer Darmspiegelung entdeckt und entfernt werden können. Inzwischen ist seit der Einführung des Koloskopie-Screenings genug Zeit vergangen, um präzise zu analysieren, wie effizient dieses Vorsorge-Angebot Krebsneuerkrankungen und Krebssterblichkeit zurückdrängt.

Dazu werteten Epidemiologen nun die Daten von über 9000 Teilnehmern aus, die zwischen 2000 und 2002 in einer im Saarland durchgeführten Studie rekrutiert worden waren. Die Studienteilnehmer wurden in regelmäßigen Abständen nach ihrem Befinden und ihrem Lebensstil gefragt, ihre Behandlungs- und Krebsregisterdaten wurden erfasst. Nach einer Beobachtungszeit von rund 17 Jahren waren unter den Studienteilnehmern 268 Fälle von Darmkrebs aufgetreten, 98 Teilnehmer waren an Darmkrebs verstorben.

Diejenigen, die eine Vorsorge-Koloskopie wahrgenommen hatten, hatten ein um 60 Prozent niedrigeres Risiko einer Darmkrebsdiagnose als Studienteilnehmer, die das Vorsorge-Angebot nicht genutzt hatten. Das Risiko, an Darmkrebs zu sterben, war in der Screening-Gruppe in den 10 Jahren nach der Koloskopie sogar um 75 Prozent niedriger.

„Die Studie untermauert, welchen Beitrag die Vorsorge-Koloskopie im echten Leben zur Krebsprävention leistet“, so die Forscher. Bisher gab es dazu weltweit nur sehr wenige Studien, die zudem fast ausschließlich aus den USA stammen, wo die Koloskopie bereits früher in größerem Umfang eingesetzt wurde. Allerdings nutzt auch die beste Früherkennungsuntersuchung nur wenig, wenn sie nicht ausreichend wahrgenommen wird, so die Experten weiter.  Noch immer ließen sich die meisten Darmkrebs-Todesfälle durch eine Vorsorgeuntersuchung vermeiden.  

Referenz:
DKFZ
Strong reduction of colorectal cancer incidence and mortality after screening colonoscopy: prospective cohort study from Germany; Am J Gastroenterology 2021; https://journals.lww.com/ajg/Abstract/9000/Strong_Reduction_of_Colorectal_Cancer_Incidence.98954.aspx

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Diagnostik Interne Medizin Rheumatologie Wissenschaft

Tag der seltenen Erkrankungen: Hypophosphatasie

Am 28. Februar 2021 ist Rare Disease Day – der internationale Tag der Seltenen Erkrankungen. 300 Millionen Menschen weltweit leben mit einer Seltenen Erkrankung. Gerade weil sie so selten sind, werden sie oft erst spät oder durch Zufall entdeckt. Bis es soweit ist, leiden Betroffene manchmal an Fehltherapien oder unklarer Diagnostik.

Auf eine dieser seltenen Erkrankungen weist das Universitätsklinikum Leipzig (UKL) hin: die Hypophosphatasie, eine Erkrankung im rheumatischen Bereich – oder eben doch nicht.

Bei dieser Krankheit ist das Enzym für die sogenannte alkalische Phosphatase stark erniedrigt. Die Erkrankung ist vererbbar und kann selbst innerhalb von Familien unterschiedlich starke Ausprägungen annehmen. Bei Kindern stört sie das Knochenwachstum und kann sogar lebensbedrohend sein. Andere Betroffene merken wenig: „Hier äußert sich die Erkrankung durch unspezifische Gelenk- und Muskelschmerzen im Erwachsenenalter“, erläutert Christoph Baerwald vom Universitären Zentrum für Seltene Erkrankungen Leipzig. Den Knochen betroffener Erwachsener fehlt die ausreichende Mineralisierung, die Gefahr von Knochenbrüchen steigt hierdurch stark an, auch Zahnverlust und Parodontose können auftreten.

Oft bleibt der wahre Grund für die Gelenk- und Muskelschmerzen unbekannt. Entdeckt werden kann die Hypophosphatasie, wenn bei Laboruntersuchungen des Blutes von Patienten mit solchen Symptomen besonders auf den Wert der alkalischen Phosphatase geachtet wird: „Oft wird dem erniedrigten Laborwert keine Bedeutung beigemessen“, erklärt Baerwald, „ist dieser jedoch deutlich zu niedrig, sollten Ärzte aufmerksam werden und genauer hinschauen.“ Gerade auch für die Familienplanung betroffener junger Menschen ist die Kenntnis über eine mögliche Störung des Enzyms sehr hilfreich.

Referenz:
Universitätsklinikum Leipzig
Pressemitteilung UKL 25.2.2021, Tag der Seltenen Erkrankungen am 28. Februar: Wenn Knochen leicht brechen; https://www.uniklinikum-leipzig.de/presse/Seiten/Pressemitteilung_7246.aspx

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Diagnostik Orthopädie Sportmedizin Wissenschaft

Risiko-Genvariante für schwache Sehnen und Bänder

Sehnen übertragen große Kräfte zwischen Muskeln und Knochen – mit einer menschlichen Achillessehne könnte man einen Kleinwagen ziehen. Ohne den Eiweißstoff „Sparc“ sind sie aber schwach entwickelt und reißen nach Belastung leicht, berichtet der Salzburger Forscher Andreas Traweger.

Gemeinsam mit einem internationalen Team untersuchte der Forscher die Achillessehnen von Mäusen ohne „Sparc“. Sie waren schwächer entwickelt als bei normalen Mäusen, hielten weniger Zugkraft am Knochenansatz aus und rissen öfter nach einem Tretmühlen-Lauf. „In unserer Studie konnten wir zeigen, dass die extrazelluläre Matrix schwächer ist, wenn dieser Eiweißstoff fehlt“, so Traweger: „Dadurch nehmen die eingebetteten Zellen auftretende Lasten wie eine Dehnung verstärkt wahr.“ Die Zellen fühlen sich demnach überbeansprucht, was bei den Sehnen Verfallserscheinungen hervorruft: Die Matrix wird samt Eiweißstoff-Fasern abgebaut und Entzündungen entstehen.

Die Forscher fanden auch heraus, dass Menschen mit Sehnen- und Bänderrissen häufig eine bestimmte Mutation im Sparc-Gen, der Vorlage des Sparc-Eiweißstoffes, haben. Sie führt dazu, dass der Eiweißstoff nicht gut in die extrazelluläre Matrix abgegeben werden kann.

Die Erkenntnisse sind in zweifacher Hinsicht klinisch relevant. Einerseits könnte man Sportler screenen, ob sie Träger dieser neu entdeckten Mutation und so einem erhöhten Risiko eines Sehnenrisses ausgesetzt sind. Andererseits finden bereits Untersuchungen im Tiermodell statt, die klären sollen, ob man durch die Gabe von Sparc-Eiweißstoff die Heilung von Sehnen begünstigen kann.

Referenz:
Paracelsus Universität Salzburg; University of Western Australia; Guangdong Academy, Uni Zürich
Science APA: Forscher fanden Risiko-Genvariante für schwache Sehnen und Bänder, 24.2.2021; Originalpublikation: Load-induced regulation of tendon homeostasis by SPARC, a genetic predisposition factor for tendon and ligament injuries, Science Tans Med 2021;
https://stm.sciencemag.org/content/13/582/eabe5738

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Diagnostik Onkologie Tumorbiologie Wissenschaft

Krebszellen „quetschen“ sich durchs Gewebe

Wissenschaftler konnten in Experimenten erstmals nachweisen, wie sich Zellen verformen, um sich in dichten Tumorgeweben zu bewegen und sich zwischen ihren Nachbarzellen durchzuquetschen. Sie stellten fest, dass bewegliche Zellen gemeinsam das Tumorgewebe verflüssigen.

„Diese ersten Beobachtungen eines Phasenübergangs bei menschlichen Tumoren verändern unsere grundlegenden Konzepte der Tumorprogression und könnten die Krebsdiagnose und -therapie verbessern“, meint Mitautor und Biophysiker Josef Käs, der sich seit Jahren mit den physikalischen Eigenschaften von Krebszellen beschäftigt. Die Forschungen haben gezeigt, dass menschliche Tumoren feste und flüssige Zellcluster enthalten, was einen Durchbruch beim Verständnis der Tumormechanik darstellt. Die Resultate bildeten die Grundlage für das erste Verfahren, mit dem sich metastasierende Krebszellen bereits im Tumor nachweisen lassen.

Die Forscher entwickelten den neuen Ansatz in der Lebendmikroskopie von Tumoren, indem sie menschliche Tumorproben direkt nach der Operation fluoreszent färbten und so Zellbewegungen live beobachten konnten. So fanden sie heraus, dass diese entgegen allen bisherigen Erkenntnissen stattfinden und mit starken Kerndeformationen verbunden sind. Sie beobachteten, wie sich Zellen und ihre Kerne buchstäblich durch das Gewebe quetschen, indem sie sich stark deformieren.

Käs: „Zellen in biologischen Geweben verhalten sich ähnlich wie Menschen in einer Bar. Bei geringen Dichten können sie sich frei bewegen. Wenn es jedoch sehr voll ist, wird jede Bewegung schwierig. Aber selbst in einer überfüllten Bar können Sie sich immer noch durchdrücken, wenn Sie sich seitwärts drehen. Genau diesen Effekt sehen wir in Tumorgeweben.“ Im nächsten Schritt wird untersucht, ob die flüssigen Regionen die   Tumoraggressivität vorhersagen können.

Referenz:
Universität Leipzig; Syracuse University, NY
Cell and Nucleus Shape as an Indicator of Tissue Fluidity in Carcinoma, Physical Review X 2021; https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.011033

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Diagnostik Genetik Gesundheitsökonomie Virologie Wissenschaft

Höhere Sterblichkeit durch B.1.1.7-Variante

Das offizielle britische Beratungsgremium „New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group“ (NERVTAG), das die Regierung mit Analysen unterstützt, fasste Ende vergangener Woche in einer aktuellen Lagebeschreibung auf Basis mehrerer Studien aus England, Wales und Schottland, die Situation so zusammen: In Summe kommt man auf ein um etwa 40 bis 60 Prozent erhöhtes Morbiditäts- (Krankheitslast) und Mortalitätsrisiko bei B.1.1.7-Erregern. Die Ursache ist nicht bekannt. Experten vermuteten aber, dass vor allem durch eine Mutation im Spike-Protein der „britischen Variante“ (Mutation N501Y, eventuell unterstützt durch eine weitere kleine Veränderung in der Virus-Erbsubstanz; die Deletion 69-70) das Eindringen der Viren in Zellen erleichtert wird. Das wiederum könnte die Viruslast erhöhten.

Sogar die Behörde Public Health England, die in früheren Analysen keine erhöhte Gefährlichkeit festgestellt hatte, kommt in ihrer Studie jetzt zu einer erhöhten Sterblichkeitsrate von 65 Prozent. Die Zahlen differieren von Studie zu Studie, deuten aber offenbar überwiegend in eine Richtung, wie NERVTAG im Original feststellt: „Auf Basis dieser Analysen gibt es eine realistische Wahrscheinlichkeit, dass eine Infektion mit der Virus-Problemvariante B1.1.7 zu einem erhöhten Mortalitätsrisiko im Vergleich zu einer Infektion mit ‚Wildtyp‘-SARS-CoV-2-Varianten führt.“ Als Wildtyp wird die ursprüngliche Form des Virus bezeichnet.

Die Ausgangslage bleibt laut den britischen Experten gleich: „Man muss darauf hinweisen, dass das absolute Risiko für einen Todesfall bei einer Infektion trotzdem niedrig bleibt.“ Große Infektionszahlen führen dennoch zu großen Belastungen für das Gesundheitswesen. In Großbritannien zu um 40 Prozent gesteigerte Aufnahmen in Intensivstationen und deutlich mehr Todesfällen.

Referenz:
NERVTAG, Department of Health, UK
APA Science; Corona – Mehr Hinweise auf höhere Mortalität durch B.1.1.7-Variante; 16.2.2021; https://science.apa.at/power-search/10477170829848700326

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Diagnostik Wissenschaft

Diagnose mittels Ohrenschmalz?

Ein Test, bei dem Ohrenschmalz zur Messung des Stresshormons Cortisol verwendet wird, könnte „die Diagnostik und Versorgung von Millionen von Menschen mit Depressionen oder stressbedingten Erkrankungen verändern“, behaupten die Verfasser einer eben veröffentlichten Studie. Bisherige Methoden haben den Nachteil, dass sie nicht den chronischen Cortisonspiegel einer Person bestimmen, sondern nur Momentaufnahmen des sich ständig ändernden Hormonspiegels. Darüber hinaus können Probenentnahmemethoden selbst Stress verursachen und die Ergebnisse beeinflussen.

Zur Ohrenschmalzentnahme verwendeten die Forscher ein speziell für diesen Zweck entwickeltes Wattestächen mit Bremsfunktion, das nicht zu weit in das Ohr eindringen und von den Patienten selbst verwendet werden kann. Im Vergleich zu Haar- und Blutproben erwies sich die neue Ohrabstrich Technik als effektiver, zuverlässiger und kostengünstiger als herkömmliche Nachweisverfahren. An der Pilotstudie mit 37 Studienteilnehmern waren Forscher aus Großbritannien und Chile beteiligt.

Im nächsten Schritt wird bereits untersucht, ob das „Gerät“ auch zur Messung des Glukosespiegels aus Ohrschmalzproben (zur Überwachung von Diabetes) oder möglicherweise sogar zur Messung von Covid-19-Antikörpern verwendet werden kann.

Referenzen: University College London; Universidad Catoloica del Norte; Chile, Kings College London
Measuring Earwax Cortisol Concentration using a non-stressful sampling method, Helyon Nov. 2020; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844020319678

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Diagnostik Onkologie Wissenschaft

Tätowierfarben zur Krebserkennung

Farbstoffe aus der Tintenkollektion von Tätowierern könnten nach neuen Forschungsergebnissen der USC Viterbi der Schlüssel zur Verbesserung der Krebserkennung sein.

Cristina Zavaleta und ihr Team haben neue bildgebende Kontrastmittel entwickelt, bei denen gängige Farbstoffe wie Tätowierungstinte und Lebensmittelfarbstoffe verwendet werden. Bindet man diese an tumorspezifische Nanopartikel, können Krebserkrankungen durch diese „optischen Tinten“ besser dargestellt werden, sodass Mediziner leichter zwischen Krebszellen und normalen Gewebe unterscheiden können. Durch den empfindlicheren Bildkontrast lassen sich Tumore auch einfacher lokalisieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese Pigmente von der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) bereits zugelassen sind und relativ rasch in der Klinik eingesetzt werden könnten.

Die Idee kam der Forscherin beim Besuch des Pixar-Studios. „Ich habe darüber nachgedacht, ob diese wirklich hochpigmentierten Farben, wie sie von Künstlern verwendet werden, interessante optische Eigenschaften haben“. Die Idee führte sie danach in ein Tattoo-Studio, in dem sie sich mit handelsüblichen Tinten eindeckte. Nachfolgende Untersuchungen im Raman-Scanner zeigten die erstaunlichen spektralen Fingerabdrücke der Pigmente. Die Partikel wiesen zudem eine bestimmte Größe auf, die es ihnen ermöglicht, passiv in Tumore einzudringen. Gleichzeitig sind sie groß genug, um im Tumor auch zurückgehalten zu werden und damit für eine gewisse Zeit erkennbar bleiben.

Referenzen:
USC Viterbi https://viterbischool.usc.edu/news/2020/08/using-tattoo-ink-to-find-cancer

A colorful approach towards developing new nano-based imaging contrast agents for improved cancer detection, Biomaterial Science; https://doi.org/10.1039/D0BM01099E

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Biotechnologie Diagnostik Genetik Onkologie Wissenschaft

Bluttest erkennt Krebs Jahre vor Diagnose

Ein internationales Forscherteam hat einen Bluttest entwickelt, mit dem bereits bis zu vier Jahre bevor eine Krebserkrankung mit aktuellen Methoden diagnostiziert werden kann, festgestellt werden kann, ob eine Person eine von fünf häufigen Krebsarten (Magen-, Speiseröhren-, Darm-, Lungen- oder Leberkrebs) hat. Der als PanSeer bezeichnete Test entdeckte Krebs in 88% der Proben von Personen, die bei der Probenentnahme noch asymptomatisch waren und die ihre Krebsdiagnose erst Jahre später erhielten.

Das Forscherteam rund um den Biotechnologen Kun Zhang von der University of California in San Diego nutzte dazu künstliche Intelligenz um im Blut nach krebstypischen Erbgutsequenzen und eigenetischen Markierungen (Methylierungsmuster) zu suchen. Analysiert wurden Daten, die im Rahmen einer großen chinesischen Langzeitstudie (Taizhou Longitudinal Study) verwendet wurden.

Die Forscher betonen auch, dass der Test noch nicht in der Lage ist, genau vorherzusagen, welche Patienten später an Krebs erkranken werden (die Spezifität des Tests betrug 96%, das heisst, vier Prozent der Proben waren falsch positiv.) Zum derzeitigen Zeitpunkt eignet sich der Test deshalb noch nicht für eine routinemässige Blutuntersuchung. Der Ansatz ist nur dazu geeignet, Patienten zu identifizieren, die bereits Tumoren entwickelt haben, die mit heutigen Nachweismethoden unentdeckt bleiben. Hilfreich ist der Test damit besonders für Menschen, die etwa erblich bedingt ein hohes Krebsrisiko aufweisen.

Referenzen:
University of California, San Diego; Fudan University, Shanghai; UC San Diego Jacobs School of Engineering
Chen X et al.: Non-invasive early detection of cancer four years before conventional diagnosis using a blood test, Nature Communications 2020, published 21. July;
DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-17316-z

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