07.01.2021 11:45

Analyseverfahren verbessert

Düsseldorfer Forscher*innen optimieren die weltweit angewandte Flüssigbiopsie (Liquid Biopsy)

Von: S. Santourlidis, Redaktion

Das Epigenetische Labor des Instituts für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika, geleitet von Prof. Dr. Simeon Santourlidis, hat jetzt eine neue methodische Verbesserung dieser Liquid-Biopsy vorgestellt. Sie löst ein wesentliches Problem dieser inzwischen weltweit verbreiteten Analytik.

Es bestand darin, die im Blut frei zirkulierende DNA in reinster Form zu gewinnen, d.h. frei von jeglicher Verunreinigung mit beispielsweise DNA, die während des Präparationsprozesses aus beschädigten Zellen anfällt. Die Arbeit der Wissenschaftler der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf ist am 17.12.2020 in der renommierten Open-Access Fachzeitschrift „Scientific Reports“ erschienen.

Unter einer „Liquid Biopsy“ versteht man die Probeentnahme und Analyse von flüssigem Gewebe, hauptsächlich Blut, aber auch von Urin. Dieses Verfahren hat den Vorteil gegenüber einer Gewebeprobe aus festem Gewebe leicht und mit minimaler Belastung von Patienten durchführbar zu sein.

Die Liquid Biopsy ist u.a. von zentraler Bedeutung für die Diagnose, Prognose und Therapie verschiedener metastasierender Tumorerkrankungen. Weitere Anwendungsgebiete der Liquid Biopsy finden sich auch in den Bereichen der Regenerativen Medizin und der Altersforschung.

Erstmals konnten die Düsseldorfer Forscher*innen die in der Gewebsflüssigkeit befindliche, frei zirkulierende DNA nun von anderen DNA-Anteilen des peripheren Blutes vollständig trennen. So wurde es möglich, ihre tumor- und alterungscharakteristische epigenetische Signatur, d.h. die epigenetischen Informationen, ohne jegliche störende Kontamination analysieren und nutzen zu können. Diesen qualitativen Fortschritt hat die Studentin der Biologie Wardah Mahmood, MSc, Erstautorin der aktuellen wissenschaftlichen Publikation, im Rahmen ihrer Masterarbeit über die Anwendung der Liquid Biopsy entwickelt.

Zusammen mit Dr. Lars Erichsen, Institut für Stammzellforschung und Regenerative Medizin, wurde dieses Verfahren zunächst exemplarisch in der Altersforschung angewandt. Es gelang der Nachweis einer signifikanten, altersbedingten Abnahme, der so genannten DNA-Methylierung (chemischen Veränderung) innerhalb größerer Abschnitte der frei im Blut zirkulierenden menschlichen DNA.

Die Epigenetik umfasst Mechanismen, die in Folge der Einwirkung äußerer Umwelteinflüsse (Nahrungsmittel, Klimafaktoren, UV-Strahlung, Stress, Medikamente, Chemikalien, Toxine etc..) eine Anpassung bzw. eine schädliche Veränderung der Regulation unserer Gene bewirken können. Dieser verbesserte Nachweis der gestörten Epigenetik der sich in großer Zahl in unserer DNA befindlichen genetischen Elemente könnte als Biomarker vielseitig Anwendung finden, sowohl zum Monitoring des Alterungsprozesses und der Lebensgewohnheiten aller Menschen, als auch zur Kontrolle der Erhöhung der alterungsbedingten Anfälligkeit für Krebserkrankungen.

Originalpublikation:

Wardah Mahmood, Lars Erichsen, Pauline Ott, Wolfgang A. Schulz, Johannes C. Fischer, Marcos J. Arauzo‑Bravo, Marcelo L. Bendhack, Mohamed Hassan & Simeon Santourlidis: Aging‑associated distinctive DNA methylation changes of LINE‑1 retrotransposons in pure cell‑free DNA from human blood, Scientific Reports (2020) 10:22127, doi.org/10.1038/s41598-020-79126-z

www.nature.com/scientificreports/

 

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