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Ein wichtiger Forschungsbereich befasst sich mit der Verbesserung der Diagnose und des Stadiums von Krebs sowie der Vorhersage der Prognose. Eine Prognose ist die beste Einschätzung des Arztes, wie sich der Krebs auf den Betroffenen auswirken wird und wie er auf die Behandlung ansprechen wird. Ärzte und Krebspatienten sind auf Informationen aus Tests zur Diagnose und Prognose von Krebs angewiesen, um Entscheidungen über Behandlung und Pflege treffen zu können.

Forscher untersuchen zahlreiche Tests und Hilfsmittel, um die Diagnose, das Stadium und die Prognose für verschiedene Krebsarten zu verbessern.

Tumormarker-Tests

Biomarker sind Moleküle im Körper, die in Zellen, Gewebe oder Flüssigkeiten gemessen werden können. Gene, Chromosomen und Proteine sind allesamt Biomarker. Forscher untersuchen verschiedene Biomarker, um herauszufinden, welche von ihnen bei der Erkennung von Krebs oder bei der Vorhersage der Prognose und des Ansprechens auf eine Behandlung hilfreich sind. Einige Biomarker werden bei Menschen mit Krebs in abnormalen Mengen gefunden. So kann beispielsweise ein Protein in größeren Mengen als normal vorkommen, ein Chromosom, das eigentlich vorhanden sein sollte, fehlt oder Teile eines Chromosoms sind auf ein anderes Chromosom verschoben (sogenannte Translokation). Wenn Biomarker verwendet werden, um mehr über Krebs herauszufinden oder zu verstehen, werden sie auch als Tumormarker bezeichnet.

Einige Tumormarker sind spezifisch für eine Krebsart, während andere mit mehr als einer Krebsart in Verbindung gebracht werden. Derzeit werden mehr als 20 Tumormarker verwendet, um Entscheidungen über die Krebsbehandlung zu treffen. Nicht jeder, der an einer bestimmten Krebsart erkrankt ist, weist eine hohe Konzentration eines Tumormarkers auf, der mit dieser Krebsart in Verbindung steht. Für einige Krebsarten gibt es noch keine bekannten Tumormarker. Um mehr über Krebsarten zu erfahren, sammeln und lagern Forscher Gewebeproben von Krebstumoren. Dies wird als Tumor-Banking oder Biobanking bezeichnet. Es ermöglicht den Forschern, Tumore auf Gene, Proteine und andere Merkmale hin zu untersuchen, die möglicherweise als Tumormarker verwendet werden können.

Die Entwicklung neuer Tumormarker-Tests kann Ärzten helfen, Krebs früher zu erkennen, die Diagnose zu verbessern und die Prognose vorherzusagen. Tumormarker-Tests ermöglichen es den Ärzten, den Krebs besser zu verstehen, z. B. ob er sich eher oder weniger wahrscheinlich ausbreitet oder wie er auf die Behandlung anspricht. Tumormarker-Tests helfen den Ärzten bei der Wahl der Behandlung, indem sie Angriffspunkte für zielgerichtete Medikamente identifizieren. Tumormarker können auch überwacht werden, um festzustellen, wie gut eine Behandlung anschlägt. Tumormarker und Tumormarkertests sind Teil des wachsenden Bereichs der personalisierten Medizin.

Genbasierte diagnostische Tests

Genbasierte Tests finden Unterschiede zwischen normalen Genen und Genen, die in Krebszellen verändert (mutiert) sind. Gene sind Teile der DNA, die jeder Zelle in Ihrem Körper sagen, was sie tun soll. Manchmal untersuchen Ärzte die DNA, ein ganzes Gen oder mehrere Gene zusammen, um festzustellen, ob es Veränderungen gibt. Die Ärzte können veränderte oder mutierte Gene als Tumormarker verwenden. Forscher haben einige genetische Veränderungen oder Mutationen mit Krebs in Verbindung gebracht, aber wir fangen gerade erst an, das vollständige Bild davon zu entschlüsseln, welche Gene beteiligt sein könnten und welche nicht. So werden beispielsweise Mutationen in den Genen BRCA1 und BRCA2 mit Brustkrebs und Mutationen im EGFR-Gen mit einigen nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen in Verbindung gebracht.

Die Mikroarray-Analyse ist eine Art von Gentest, bei dem die Forscher viele exprimierte Gene zusammen betrachten können. Mit diesem Test können Gene gefunden werden, die aufgrund von Genmutationen oder anderen genetischen Veränderungen ein- oder ausgeschaltet sind, die möglicherweise mit einer bestimmten Krebsart in Zusammenhang stehen. Die gleichzeitige Analyse vieler Gene, um festzustellen, welche Gene ein- und welche ausgeschaltet sind, wird als Genexpressionsprofiling bezeichnet. Eine neue Technologie, das so genannte Next Generation Sequencing (NGS), entwickelt sich zur bevorzugten Methode für den gleichzeitigen Nachweis von Mutationen in mehreren Genen. NGS kann fusionierte Gene nachweisen, die durch eine anormale Verlagerung von Genteilen entstehen. Verschmolzene Gene können zu einer unkontrollierten Produktion eines anormalen Proteins führen, wodurch der Krebs aggressiver wird. Diese Anomalien sind potenzielle Angriffspunkte für neue Therapien (zielgerichtete Therapien).

Letztendlich hoffen die Forscher, dass immer mehr genbasierte Diagnosetests den Ärzten dabei helfen werden, die besten Behandlungen für bestimmte Krebsarten zu ermitteln, und dass mehr Behandlungen auf die Krebserkrankung einer jeden Person zugeschnitten werden können.

Flüssigbiopsie

Eine Flüssigbiopsie ist eine interessante Alternative zu einer Standardbiopsie.

Bei einer Flüssigbiopsie wird das Blut oder eine andere Körperflüssigkeit auf Krebs untersucht. Dabei wird nach Krebszellen, Teilen der Tumor-DNA (so genannte zirkulierende Tumor-DNA) und anderen vom Tumor freigesetzten Substanzen gesucht. Der Test kann mit einer Blutprobe durchgeführt werden, die bei einer Blutuntersuchung entnommen wird.

Bei einer Standardbiopsie entnimmt ein Arzt Gewebe aus dem Körper mit einem Verfahren, das in der Regel eine Nadelbiopsie, aber auch eine Operation umfasst. Die Ärzte empfehlen dann Behandlungen auf der Grundlage dessen, was diese Gewebeprobe ihnen über den Krebs verrät, wie aggressiv er ist und welche Gene mutiert sind.

Forscher wollen herausfinden, ob mit einer Flüssigbiopsie Krebs genauso gut gefunden werden kann wie mit einer Standardbiopsie. Selbst wenn dies der Fall ist, wird bei den meisten Menschen wahrscheinlich weiterhin eine Standardbiopsie durchgeführt werden, da sie den Ärzten viele nützliche Informationen über den Krebs liefert.

Eine Flüssigbiopsie kann eine gute Option für jemanden sein, dem es nicht gut genug geht, um eine Standardbiopsie durchzuführen. Eine Flüssigbiopsie kann auch eingesetzt werden, wenn nicht genug Gewebe für eine Entnahme und Untersuchung vorhanden ist oder wenn der Tumor an einer Stelle sitzt, die eine Standardbiopsie erschwert. Ein möglicher Vorteil der Flüssigbiopsie ist, dass sie Informationen über den Tumor liefern kann, die eine Standardbiopsie nicht liefern kann. Bei einer Standardbiopsie wird nur ein kleines Stück des Tumors entnommen und untersucht, so dass möglicherweise nicht alle Abnormitäten des Krebses erfasst werden. Krebszellen, Tumor-DNA und andere vom Tumor freigesetzte Substanzen, die im Blut zirkulieren und nachweisbar sind, können zusätzliche Informationen enthalten, die nicht aus der Gewebeprobe gewonnen werden können. Diese Informationen können helfen, Genmutationen zu finden, die Prognose vorherzusagen und eine bessere Behandlung zu planen.

Tumore können neue genetische Veränderungen und Mutationen entwickeln, wenn sie wachsen und sich ausbreiten. Flüssigbiopsien werden immer nützlicher, um neue Mutationen nachzuweisen, die bei Menschen auftreten, die nicht mehr auf die erste gezielte Therapie ansprechen. Sie machen eine weitere Gewebebiopsie mit invasiveren Verfahren, wie etwa einer Operation, überflüssig. Die Kenntnis dieser Veränderungen kann zu einem besseren Verständnis der Gründe führen, warum eine Behandlung nicht mehr wirkt, oder zu einem besseren Verständnis neuer Mutationen, die mit einer anderen Behandlung angegangen werden können.

Eine Flüssigbiopsie ist am nützlichsten bei der Suche nach Krebs, der im Rahmen der Nachsorge nach Beendigung einer Behandlung wieder aufgetreten ist. Da die Tumor-DNA nicht direkt nach der Behandlung im Blut nachgewiesen werden kann, ist es am besten, eine Weile (z. B. einige Monate) nach Abschluss der Behandlung auf Tumor-DNA zu testen.

Robotische Biopsie

Bei einer robotergestützten Biopsie werden Zellen oder Gewebe entnommen, um sie unter dem Mikroskop zu untersuchen. Bei einer Roboterbiopsie kommt die Roboterchirurgie zum Einsatz, die häufig per Laparoskopie durch 5 bis 6 kleine chirurgische Schnitte (Inzisionen) durchgeführt wird. Bei der robotergestützten Chirurgie sitzt der Arzt an einer Kontrollstation in der Nähe des Operationstisches, beobachtet einen Monitor mit Live-Video und bewegt mit Hilfe von Steuerelementen 2 oder 3 Roboterarme, die mit chirurgischen Instrumenten verbunden sind, mit denen das Gewebe entfernt wird.

Bildgebende Verfahren und Geräte

Bildgebende Untersuchungen wie Röntgen, MRT, Ultraschall und CT-Scans sind eine gängige Methode zum Ausschluss oder zur Bestätigung vieler Krankheiten, einschließlich Krebs. Bei bildgebenden Verfahren werden mit Hilfe spezieller Geräte und Techniken Bilder aus dem Körperinneren erstellt, um festzustellen, ob der Körper normal ist und wie gut er funktioniert. Mit bildgebenden Verfahren können Ärzte den genauen Ort einer Krebserkrankung feststellen und prüfen, ob sich der Krebs bereits ausgebreitet hat. Die Informationen aus bildgebenden Tests werden verwendet, um das Stadium des Krebses zu bestimmen und die Behandlung zu planen.

Forscher entwickeln neue bildgebende Tests und untersuchen die derzeitigen bildgebenden Tests weiter, um zu sehen, ob sie bessere Wege finden, Krebs zu diagnostizieren, die Prognose vorherzusagen und die Behandlung zu planen.

Virtuelle Endoskopie

Die virtuelle Endoskopie ist ein bildgebender Test, bei dem ein CT-Scan verwendet wird, um Bilder aus dem Inneren eines Hohlorgans, wie dem Darm, zu erstellen. Ein Computer erstellt aus mehreren Bildern ein 3D-Bild des Organs. Ärzte können diese 3D-Ansicht nutzen, um die Auskleidung eines Organs zu betrachten, ähnlich wie bei einem normalen endoskopischen Verfahren, jedoch ohne ein Endoskop einführen zu müssen. Forscher untersuchen die virtuelle Endoskopie als eine Möglichkeit, Darm- und Lungenkrebs zu diagnostizieren und zu diagnostizieren.

Brusttomosynthese

Die Brusttomosynthese ist ein bildgebender Test ähnlich der Mammographie. Dabei wird ein Röntgengerät verwendet, das sich um die Brust bewegt und Bilder macht. Die Bilder können zu einem 3D-Bild der Brust zusammengesetzt werden, um Ärzten bei der Suche nach Brustkrebs zu helfen. Forscher versuchen herauszufinden, ob die Tomosynthese Brustkrebs besser erkennen kann als die Mammographie.

Verbesserung der Nuklearmedizin und anderer derzeit verwendeter Bildgebungsverfahren

Forscher suchen nach Möglichkeiten, die derzeitigen Bildgebungstests zu verbessern. Sie versuchen zum Beispiel, Spiral-CT-Scanner (Multi-Slice-Scanner) schneller arbeiten zu lassen und die Qualität der Bilder zu verbessern, damit sie mehr Details zeigen.

Nuklearmedizinische Bildgebungstests untersuchen Veränderungen an Molekülen im Körper, um die Diagnose von Krebs zu unterstützen. Es handelt sich um eine Art der medizinischen Bildgebung, bei der Radiopharmaka verwendet werden, um Organe und Gewebe zu untersuchen und festzustellen, wie gut sie funktionieren. Zu den nuklearmedizinischen Bildgebungstests, die Forscher zu verbessern versuchen, gehören die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT). Bei beiden werden Radiopharmaka und eine Scan-Maschine eingesetzt, um Informationen über Moleküle im Körper zu sammeln. Ein Computer verwendet diese Informationen, um Bilder zu erstellen.

PET-Scans helfen bei der Erkennung von Krebs, indem sie messen, wie viel Zucker (der an ein Radiopharmazeutikum gebunden ist) von den Zellen absorbiert wird. Krebszellen nehmen mehr Zuckermoleküle auf als normale Zellen, und zwar schneller als normale Zellen. Die Forschung zeigt, dass PET-Scans immer besser in der Lage sind, kleinere und langsamer wachsende Krebsarten zu erkennen.

SPECT ist ein bildgebender Test, der am häufigsten verwendet wird, um zu sehen, wie das Blut fließt, insbesondere im Herzen und im Gehirn. Forscher untersuchen, wie SPECT bei der Erkennung bestimmter Krebsarten nützlich sein könnte. Bei einer SPECT-Untersuchung werden Antikörper (die an ein Radiopharmakon gebunden sind), die Krebszellen aufspüren und an ihnen haften, injiziert, geschluckt oder inhaliert. Dann kann ein SPECT-Scan durchgeführt werden, um die radioaktive Substanz zu erkennen und zu zeigen, wo sich der Tumor befindet.

geringere Strahlendosen

Bei vielen bildgebenden Verfahren wie CT-Scans und Röntgenaufnahmen wird Strahlung eingesetzt. Bildgebende Geräte, die hohe Strahlungsdosen verbrauchen, wie CT und nuklearmedizinische Bildgebungsuntersuchungen, werden heute häufiger eingesetzt als in der Vergangenheit. Daher versuchen Forscher, bessere Richtlinien zum Schutz der Menschen vor medizinischer Strahlung zu entwickeln, wie z. B:

• Verwendung dieser Tests nur, wenn sie unbedingt erforderlich sind
• Verwendung anderer Tests, die keine Strahlung abgeben (z. B. Ultraschall), wenn möglich
• Anpassung der Strahlendosis an die Größe der jeweiligen Person, damit so wenig Strahlung wie möglich verwendet wird (dies ist besonders wichtig für Kinder)
• Verfolgen, wie viel medizinischer Strahlung man im Laufe seines Lebens ausgesetzt ist
• Besseres Überwachen, wie viel Strahlung die Geräte abgeben

Diese Leitlinien werden nach Ansicht der Forscher dazu beitragen, dass man bei Bedarf in den Genuss von Untersuchungen kommt, bei denen medizinische Strahlung zum Einsatz kommt, aber mit so wenig Risiko wie möglich.