12 aus 22.000

Welcher Brustkrebs-Gentest ist der beste, welcher kann am genauesten das Rückfallrisiko einer Patientin vorhersagen? Jeder Test verwendet einen anderen Ausschnitt aus dem Erbgut, zwischen zwölf und 70 Gene gehen je nach Verfahren in die Analyse ein. Was sagt diese Anzahl aus? Führen mehr Gene zu besseren Ergebnissen? Und wie gehen Forscher bei der Auswahl vor? Das Beispiel EndoPredict im Schnelldurchlauf.

Infografik

Schritt 1: Aus 22.000 mach 10.000

Am Anfang der Entwicklung arbeiten die Forscher mit eingefrorenem Tumorgewebe aus verschiedenen Kliniken. Sie wählen Tumoren von Patientinnen aus, bei denen die Entscheidung für oder gegen eine Chemotherapie schwierig ist – die spätere Zielgruppe. Nun wird untersucht, welche Gene in den Tumorzellen aktiv sind, sprich: deren Information von der Zellmaschinerie abgelesen und in Proteine umgesetzt wird, die dann bestimmte Effekte haben. Man spricht hier von Genen, die exprimiert werden, und so hat jede Zelle ein Genexpressionsmuster, ein Aktivitätsprofil ihrer Gene. Gemessen wird mit Chips, deren Oberfläche mit DNA-Molekülen beschichtet ist, die 22.000 verschiedene Gene analysieren können. Es zeigt sich: Über die Hälfte der Gene wird in den Tumorzellen kaum oder gar nicht exprimiert. Übrig bleiben etwa 10.000 Kandidaten.

Schritt 2: Aus 10.000 mach 4000

Die Test soll zeigen, welche Patientinnen zu Metastasen neigen und welche nicht. Darum werden im nächsten Schritt Tumorproben von Frauen mit und ohne Metastasen verglichen. Gene, die in beiden Gruppen gleich aktiv sind, werden ausgeschlossen. Übrig bleiben etwa 4000 Kandidaten.

Schritt 3: Aus 4000 mach 100

Unter diesen 4000 Genen wählen Forscher nun eine Gruppe von Genen aus, die mit dem Wachstum von Tumoren – der Proliferation – in Verbindung stehen. Die sind mehrere Hundert Gene. Damit die Tests nicht zu teuer und aufwendig werden, beschränkt man sich auf einige davon, die besonders aktiv sind. Übrig bleiben etwa 100 Kandidaten.

Schritt 4: Aus 100 mach 50

Bis zu diesem Punkt haben die Forscher tiefgefrorenes Tumorgewebe verwendet. Aber nicht an allen Krankenhäusern werden Gewebeproben so gelagert. Üblicher ist es, die Zellen in Paraffinblöcken zu konservieren. Darum wird nun verglichen, welche Gene in den unterschiedlich gelagerten Proben gleich aktiv sind. Das ist bei etwa 50 der 100 Gene der Fall.

Schritt 5: Aus 50 mach 12

Nun kommen die Bioinformatiker ins Spiel: Welche Gene erlauben in welchen Kombinationen besonders gute Prognosen? Bei den Berechnungen ist auch der Vergleich mit bereits bekannten Tests wichtig: Kommen die Algorithmen zu präziseren Ergebnissen? Am Ende der Analyse stehen acht Gene, aus deren Expressionswerten für die Patientin ein Risikowert errechnet wird: