Ein neues molekulares “Werkzeug” hilft Wissenschaftlern dabei, DNA-Mutationen unter Tausenden von Zellen herauszufinden – das entspricht dem Entdecken eines einzigen Tippfehlers in einer ganzen Bibliothek. Vorläufige Tests mit dem „LigAmp“ getauften Tool und einer kleineren Anzahl von Zelllinien und Körperflüssigkeiten verliefen erfolgreich. Der ultrasensitive Nachweis könnte zukünftig auch dazu beitragen, Krebs im Frühstadium zu identifizieren oder Resistenzen gegen HIV-Medikamente zu lokalisieren.
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“Andere molekulare Tests machen es sehr schwer eine Mutation in einer bestimmten Zelle zu lokalisieren, die von Tausenden anderen ohne diese Mutation umgeben ist“, erklärt James Eshleman, Leiter der am Krebsforschungszentrum der Johns Hopkins Medical Institutions in Baltimore durchgeführten Studie. „Im Prinzip filtert LigAmp einfach das ‚Hintergrundrauschen’ der normalen Zellen heraus und enthüllt so spezifische Mutationen.“ Nach Ansicht der Forscher könnte dieser Test damit beispielsweise zur Früherkennung und Überwachung von Krebserkrankungen beitragen, indem er bestimmte Mutationen erkennt oder aber registriert, wenn die Mutationen einen bestimmten, zuvor festgelegten Schwellenwert überschreiten.
In ihrer Studie testeten die Forscher LigAmp zunächst an Darmkrebs-Zelllinien und Flüssigkeit aus den Pankreasdrüsengängen von Krebspatienten. Einzelne Mutationen in den Darmkrebszellen erkannte das molekulare Werkzeug schon bei Mengenverhältnissen von einer Mutation auf 10.000 Molekülen. Mutationen des KRAS2 Gens aus der Pankreasflüssigkeit entdeckte LigAmp in drei Fällen – in Übereinstimmung mit deren Krankengeschichte. Weitere Analysen mit größeren Stichproben und Doppelblindstudien sollen jetzt folgen. „Die vorläufigen Studien zeigen, dass wir gleichzeitig nach verschiedenen Mutationen können und dabei die Anzahl der mutierten Moleküle quantifizieren können. Das könnte uns helfen, spezielle Werkzeuge für Krebsmarker und damit für die Früherkennung zu entwickeln“, so Eshleman.
Doch der “Mutationsfinder” der Hoplins-Forscher kann noch mehr: Er scheint auch die Ausbildung von Arzneimittelresistenzen beim HI-Virus ausmachen zu können. Die Wissenschaftler testeten das Tool an Blutproben von Patienten mit HIV und lokalisierten DNA-Fehler im Virus, der es resistent gegenüber bestimmten antiviralen Wirkstoffen machte. Die Ergebnisse der Tests werden in der Novemberausgabe von Nature Methods veröffentlicht.
“Wir haben LigAmp entwickelt, um unseren Blick für extrem kleine Variationen in viraler und zelluärer DNA zu schärfen”, erklärt Eshleman. „Der molekulare Code normaler Zellen kann dem einer Krebszelle nahezu gleiche – mit Ausnahme einer einzelnen Querstrebe in der DNA-Leiterstruktur.“ Der Test funktioniert wie ein molekularer Magnet für bestimmte DNA-Fehler, die so genannten Punktmutationen. Wenn die Mutation gefunden ist, bindet der „Magnet“ daran und verknüpft diese Stelle mit einem bakteriellen Gen. Dieses dient als „rote Flagge“ indem es eine fluoreszierende Farbe produziert, die mit speziellen Computerprogrammen ausgelesen werden kann.
(Johns Hopkins Medical Institutions, 28.10.2004 – NPO)
