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Medizin Milliardeneinsparungen durch neue Proteintests

Ein neuer biotechnischer Test ermöglicht es, Krankheiten Jahre früher zu erkennen als bisher. Doch er hat mächtige Gegner.

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Grafik: Wie Gene und Proteine unser Leben steuern und unsere Gesundheit beeinflussen

Es war die Entscheidung, die jeder Arzt fürchtet: Operieren mit dem Risiko, dass der Patient stirbt? Oder nichts tun und zusehen, wie ein Organ versagt? Jochen Ehrich stand vor dieser Wahl, als bei einer 14-Jährigen plötzlich eine Niere aussetzte. Nun hätte der Chef der Kinderklinik für Nieren-, Leber- und Stoffwechselerkrankungen an der Medizinischen Hochschule Hannover eigentlich mithilfe eines kleinen chirurgischen Eingriffs eine Gewebeprobe aus dem Organ entnehmen müssen. Doch weil auch die Blutgerinnung des Mädchens gestört war, hätte es dabei verbluten können. „Es war einfach zu gefährlich“, sagt Ehrich.

Auf der Suche nach einem Ausweg aus der heiklen Lage wagte sich der Kinderarzt auf medizinisches Neuland. Mithilfe eines damals völlig neu entwickelten, noch weitgehend unbekannten Tests des Biotechnikunternehmens Mosaiques aus Hannover gelang es Ehrich, völlig unblutig zu diagnostizieren, wie es um die Niere stand – und mit welchen Medikamenten er sie retten konnte.

Statt OP-Besteck und Nierenzellen benötigte Kinderarzt Ehrich dafür nur eine Urinprobe seiner Patientin. Denn den Mosaiques-Forschern ist mit ihrem Diapat genannten Test weltweit Einzigartiges gelungen: Er ermöglicht es, aus den im Urin eines Menschen enthaltenen Zigtausenden Eiweißmolekülen so detaillierte Rückschlüsse auf dessen Gesundheit zu ziehen wie nie zuvor.

Das Analyseverfahren aus Hannover wertet auf einen Schlag mehr als 6000 Einzelmoleküle im Urin aus. Die Analysebilder, die so entstehen, erinnern an wilde Gebirgspanoramen mit schroffen Bergspitzen und weiten Tälern. Dabei stellt jede Zinne ein Protein dar (siehe Grafik). Mithilfe ihrer selbst entwickelten Software gleichen die Mosaiques-Experten die individuellen Proteinbilder der Patienten mit typischen Krankheitsmustern ab.

Neue Art der Frühdiagnose

Der Nutzen der neuen Methode ist immens und reicht weit über Nierenleiden hinaus. Denn durch die umfassende Analyse der Proteinmuster lassen sich Krankheiten wie Krebs, Diabetes oder Herzinfarkt vorhersagen – schon lange bevor sie ausgebrochen sind und Beschwerden verursachen. Damit ermöglicht der neue, pro Untersuchung knapp 450 Euro teure Test bei vielen Erkrankungen einen Zeitgewinn von zwei bis vier Jahren.

Das Feld der Proteinanalytik eröffne ganz neue Wege, um Krankheiten zu diagnostizieren, sagt Raymond Vanholder, Chef der Nierenabteilung der Universitätsklinik im belgischen Gent. Der renommierte Forscher, der auch Mitglied im wissenschaftlichen Beirat der europäischen Nieren-Vereinigung ist, hält das aber nur für eine von vielen positiven Auswirkungen: „Die neuen Proteinmarker können uns auch zu völlig neuen Therapien führen.“

Lange Zeit war der innovative Test aus Hannover vor allem Experten bekannt. Doch nun ist die Technik dabei, Furore zu machen. Im März hat die US-Gesundheitsbehörde FDA (die Federal Drug Administration) dem Analyseverfahren für Nierenerkrankungen die Zulassung erteilt. Mitte April hat der nationale Gesundheitsdienst in Großbritannien (NHS), der die medizinische Grundversorgung der Bevölkerung sichert, angebissen: Er wird die neue Früherkennungsmethode im Rahmen eines Demonstrationsprojekts in der Krankenversorgung einsetzen. Auch die EU-Behörde EMA (European Medicines Agency) in London hat signalisiert, die Protein-Biomarker bald abzunicken.

Der Segen der Gesundheitsbehörden ist umso wertvoller, als die Analyse der im Körper zirkulierenden Proteine nicht nur die Früherkennung von Krankheiten ermöglicht. Sie bietet auch eine sofortige Erfolgskontrolle bei der Gabe von Medikamenten – für jeden Patienten, ganz individuell. Damit ist das Verfahren auch ein Meilenstein auf dem Weg zur seit Jahren beschworenen personalisierten Medizin. Denn durch die Protein-Schau können Ärzte und Pharmaforscher bei vielen Krankheiten exakt überprüfen, wie gut Medikamente bei einzelnen Patienten wirken oder ob sie Wechselwirkungen mit anderen Arzneien zeigen. Das kann die Entwicklung neuer und sicherer Medikamente deutlich beschleunigen.

Grafik: Wie die Analyse komplexer Proteinmuster die Früherkennung von Krankheiten ermöglicht

Mehr noch: Die neue Analysemethode könne die Gesundheitssysteme um Milliardenbeträge entlasten, glaubt Joachim Conrads, der Vorstandschef von Mosaiques. Allein bei Nierenversagen aufgrund von Diabetes könnte der neue Test enorme Einsparungen bringen. „Wir erkennen die Krankheit anhand des Proteinmusters vier Jahre früher als alle bisherigen Untersuchungsmethoden, lange bevor das Organ Schäden zeigt“, verspricht Conrads.

Den klassischen bildgebenden Verfahren wie Ultraschall, Röntgen oder Tomografien ist die Proteinanalyse damit um Längen voraus. Gerade weil die Methode den etablierten Früherkennungsverfahren Konkurrenz macht, gibt es allerdings machtvolle Gegner. Neben den Herstellern von Diagnosegeräten bedroht sie auch das lukrative Geschäft der bisher gut an traditionellen Untersuchungen verdienenden Laborärzte und Radiologen.

Zoff mit den Urologen

Ärger ist also vorprogrammiert: Schon der erste von Mosaiques vor drei Jahren deutschlandweit eingeführte Test zur Vorhersage von Prostata-Krebs sorgte für Zoff mit den Urologen. Denn die fürchteten um ihre Einnahmequelle, wenn die Proteomanalyse ihre bisher übliche Untersuchung samt anschließend oft notwendiger Gewebeentnahme überflüssig gemacht hätte. Der erste Test setzte sich deshalb nie wirklich durch.

Auch die notorisch klammen Krankenkassen reagieren zögerlich. Das Problem: Der Test kostet bereits Geld, solange der Patient nach bisherigem Standard noch als gesund gilt. Dass er später aber viel geringere Kosten verursacht, weil er gesund geblieben ist oder weniger Medikamente und Krankenhausaufenthalte benötigt, schlägt erst Jahre später zu Buche. Doch gerade auf lange Sicht dürfte sich die Früherkennung mit Leichtigkeit rechnen.

So sind alleine in Deutschland gut 80.000 Patienten aufgrund eines Nierenversagens auf eine Blutwäsche mithilfe von Dialysemaschinen angewiesen. Die jährlichen Therapiekosten summieren sich auf etwa 50.000 Euro pro Jahr und Patient. Beim größten Teil von ihnen ist die Diabeteserkrankung Ursache des Nierenschadens. Klinikdirektor Ehrich ist überzeugt: „Mit der Proteinanalytik können wir solche Probleme schon in Frühstadien erkennen, wenn eine Therapie noch extrem preiswert und zudem hocheffektiv ist.“

Auch ein drohender Herzinfarkt, der ebenfalls für Diabetiker typisch ist, lasse sich mittels Protein-Check sehr genau vorhersagen und durch entsprechende Medikamente verhindern, verspricht Mosaiques-Chef Conrads. Er verweist auf umfangreiche medizinische Studien, die die Forscher aus Hannover bereits mit angesehenen europäischen Wissenschaftlern gemacht und in Fachmagazinen veröffentlicht haben – etwa mit Anna Dominiczak, der Leiterin der Kardiologie der Universität Glasgow, oder Peter Rossing vom Steno Diabetes Center bei Kopenhagen. Deren einhellige Meinung: Bisher erhalten viele Diabetiker die teuren Medikamente gegen Herzinfarkt rein vorsorglich, ohne konkreten Verdacht. Würden sie dagegen nur bei Bedarf gegeben, blieben den Kassen Millionenbeträge erspart.

Proteomik verdrängt Genomik

Der neue Ansatz, die Proteinanalyse – im Jargon der Wissenschaftler Proteomik genannt –, markiert auch eine grundlegende Trendwende in der Medizin: Seit Anfang der Achtzigerjahre durchpflügten die Forscher im Rahmen der sogenannten Genomik das Erbgut auf der Suche nach Indizien, ob bestimmte Gene einen Menschen für bestimmte Erkrankungen anfällig machen. Nun setzen sie zunehmend auf Proteine, um den tatsächlichen Gesundheitszustand der Menschen zu ergründen.

Zwar bestimmen grundsätzlich die Gene, ob und wie schnell wir altern, ob wir gesund bleiben oder erkranken. Doch sie sind lediglich der Datenspeicher, der sämtliche Steuerbefehle parat hält. Niemals sind aber alle Gene gleichzeitig wirksam. Und nur wenn ein Gen aktiv ist, wird es auch in ein Protein übersetzt, das dann über komplexe, biochemische Stoffwechselwege den jeweiligen Zustand des Organismus steuert. Die Analyse der Proteine ist somit eine Art Momentaufnahme der aktiven Gene im Körper.

Harald Mischak Quelle: Nils Hendrik Müller für WirtschaftsWoche

Das wissen Forscher zwar seit Langem, doch die gleichzeitige Analyse von Zigtausend Proteinen war technisch bisher kaum zu bewältigen. Die Hürde ist nun überwunden, ist Harald Mischak überzeugt. Der 49-jährige Biochemiker ist Forschungschef und wissenschaftlicher Kopf von Mosaiques.

Mindestens ebenso wichtig für die Erforschung von Krankheiten wie die Genanalyse werden daher in Zukunft die Proteine. Für den Gesundheits-Check in der Praxis oder in Kliniken seien Eiweiße sogar die bessere Wahl, meint der gebürtige Österreicher Mischak: „Die Proteine sagen viel mehr aus über den aktuellen Zustand eines Organismus als die Gene.“ Neben seinem Job in Hannover lehrt er inzwischen auch als Professor für Proteomanalyse und Systemmedizin an der University of Glasgow.

Dabei perfektioniert Proteomik im Grunde genommen seit Langem bekannte dignostische Verfahren. Viele existierende Blut- und Urintests machen schon heute nichts anderes, als nach bestimmten Körpereiweißen zu suchen. Etwa bei Leberkrebs oder Schwangerschafts-Schnelltests. Bloß werten alle bisherigen Verfahren nur einen oder zwei Biomarker aus. Und ihre Existenz ist meist nur eine Ja-Nein-Antwort. Über die Schwere der Erkrankung oder gar die Größe eines Tumors dagegen sagt sie wenig aus.

Erst die Gesamtschau der Proteine macht eine viel exaktere Diagnose möglich. Vor allem bei chronischen Erkrankungen, die sich über Jahre entwickeln, reichen ein bis zwei Biomarker nicht aus. Hier müssen die Ärzte bisher viele weitere, zum Teil belastende Tests durchführen – mit Kontrastmitteln, radioaktiv markierten Substanzen oder in den Körper geschobenen Kameras, sogenannten Endoskopen.

Weltweit arbeiten Wissenschaftler deshalb an schonenden Protein-Alternativen – in zum Teil millionenschweren öffentlichen Forschungsprojekten. Mosaiques-Entwickler Mischak etwa koordiniert ein mit 16 Millionen Euro gefördertes EU-Projekt namens SysKid, das neue Ansätze in der Nierenheilkunde erschließen soll. Auch Nierenarzt Ehrich entwickelt inzwischen mithilfe der Diapat-Methode neue Tests für häufige Kindererkrankungen. Etwa die Harnwegsverengung, die bei einem Prozent aller Kinder vorkommt. Statt den kleinen Patienten einen Blasenkatheter zu legen, könnte die simple Pipi-Show schnell Klarheit bringen, ob operiert werden muss oder nicht: „Gerade für Kinder ist es das Einfachste der Welt, eine Urinprobe abzugeben“, sagt der Arzt.

Und nicht nur für sie. Es ist der unkomplizierte Weg, ein Maximum an Informationen über den menschlichen Organismus zu ergattern, der auch Mischak begeisterte. Urin ist nämlich das Filtrat des Blutes. Im Schnitt filtert eine menschliche Niere pro Tag 1700 Liter des lebenswichtigen Safts. Zudem lässt sich Urin schmerzfrei gewinnen. Und er ist viel einfacher zu handhaben als Blut. Das muss gekühlt, gefiltert und weiterverarbeitet werden, während die Informationen im Urin sehr stabil auch bei Raumtemperatur erhalten bleiben und sich mühelos einfrieren lassen. Mischaks Fazit: „Als Informationsquelle ist Urin sehr viel besser als das Blut.“

Die Anerkennung ihrer Methode durch die weltgrößte Gesundheitsbehörde FDA ist denn auch für Mischak, Conrads und ihr Team eine Art Ritterschlag. Den Durchbruch im Milliardenmarkt der Gesundheitsindustrie indes garantiert er nicht, das ist ihnen klar.

„Neue Verfahren brauchen Zeit, bis sie sich durchsetzen“, weiß Hochschularzt Ehrich: Gerade für niedergelassene Ärzte sei die Technik noch ungewohnt und wenig vertrauenerweckend. Während sich Mediziner an Zickzackkurven von Herzrhythmen inzwischen gewöhnt hätten, erschienen die wilden Gebirge aus Proteinspitzen und -tälern im Auswerteprotokoll allzu konfus und undurchsichtig.

Es sei wie bei einer Alpentour, glaubt der Nierenfachmann aus Hannover. Da müsse jeder dem Bergführer vertrauen, dass er den Weg zum Gipfel auch finde, sagt Ehrich: „Wenn aber Bergführer ganz neue und bisher nie gegangene Pfade einschlagen, ist Skepsis vorprogrammiert.“ 

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