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P4-Medizin

Personalisieren statt reparieren

Personalisierte Medizin, das Stichwort zieht sich durch alle medizinischen Fachbereiche. Die P4-Medizin bündelt sämtliche Maßnahmen und benötigt dafür riesige Datenmengen. In der Onkologie sind erste Erfolge zu sehen, doch es gibt auch viele offene Fragen.
Carina Steyer
24.07.2019  09:30 Uhr

Weg von der Behandlung voll entwickelter Krankheiten, hin zu personalisierter Prävention, im Therapiefall den Patienten einbinden und die Therapie auf die genetische, zelluläre und molekulare Konstellation des Betroffenen abstimmen, so soll die Medizin in Zukunft aussehen. Der amerikanische Biomediziner Leroy Hood hat dafür einen Begriff geprägt: P4-Medizin. Die vier Ps stehen für preventive – personalized – predictive – participatory. Im deutschen Sprachgebrauch wird häufig von präventiv, personalisiert, präzise und partizipativ gesprochen.

Die Onkologie ist eines der Fachgebiete, das erste Aspekte der P4-Medizin bereits verankern konnte. So ist vielen Onkologen geläufig, dass Patienten, die sie aktiv in die Therapieentscheidung einbinden, weniger ängstlich und seltener depressiv sind. Zunehmend wird nicht nur die medizinische, sondern auch die persönliche Situation des Patienten bei der Therapiewahl berücksichtigt. Der technische Fortschritt und damit einhergehende Weiterentwicklungen ermöglichen eine immer präzisere Behandlung. Mit Roboter-assistierten OP-Techniken können Chirurgen einen Tumor laparoskopisch entfernen, während sie so das umliegende Gewebe und die Nerven schonen. In der modernen Nuklearmedizin werden Tumoren zielgerichtet bestrahlt, ohne große Teilbereiche des Körpers in Mitleidenschaft zu ziehen.

Zielgerichtete Behandlung

Zwei Patienten mit der gleichen Diagnose und der gleichen Therapie erleben einen völlig unterschiedlichen Therapieerfolg. Kein Zufall, das weiß man heute. Individuelle Merkmale eines Patienten und krankheitsspezifische Faktoren beeinflussen die Wirkung der Therapie. Im Konzept der P4-Medizin bedeutet personalisiert deshalb, die Therapie vollständig auf das genetische Profil eines Patienten auszurichten. Das ermöglichen Fortschritte in der Molekularbiologie. Immer bessere Technik und fallende Kosten erlauben Wissenschaftlern, die DNA genau unter die Lupe zu nehmen. Das Wissen über Krebserkrankungen hat sich dadurch in den letzten Jahren stark weiterentwickelt.

Tumor ist trotz gleicher Lokalisation nicht mehr gleich Tumor. Jede Krebserkrankung ist das individuelle Ergebnis verschiedener Mutationen, die zum Angriffspunkt therapeutischer Maßnahmen werden. So lässt sich zum Beispiel bei Patienten mit chronisch myeloischer Leukämie häufig das sogenannte Philadelphia-Chromosom nachweisen. Es entsteht durch einen Austausch von Chromosomenabschnitten und bildet das Protein BCR-ABL, das die Leukämiezellen zur Teilung anregt. Mit Tyrokinaseinhibitoren kann das fehlerhafte Protein gehemmt und die Krankheit zum Stillstand gebracht werden. Die Patienten erreichen durch die Behandlung zwar keine dauerhafte Heilung, können aber einen normalen Alltag bei guter Lebensqualität leben.

Laut dem Verband der forschenden Pharma-Unternehmen (vfa) stehen in Deutschland aktuell 69 Wirkstoffe für eine zielgerichtete Therapie zur Verfügung. Die meisten Wirkstoffe (51) kommen in der Krebstherapie gegen Brust-, Lungen-, Haut-, Darm-, Schilddrüsen- und Eierstockkrebs sowie verschiedene Formen der Leukämie und Lymphome zum Einsatz. Voraussetzung für die Behandlung ist der genetische Nachweis der Mutation im Tumorgewebe.

Maßgeschneidert behandeln

Medikamente werden in der Regel für Patientengruppen entwickelt, eine Individualisierung auf einen einzelnen Patienten galt lange Zeit als nicht realisierbar. Mit den Möglichkeiten der Molekularbiologie rückt das Maßschneidern von Medikamenten allerdings einen Schritt näher. Im Fokus stehen dabei Verfahren, bei denen das erforderliche Medikament unter Verwendung von Genen oder Zellen des Betroffenen hergestellt wird. So wurde im vergangenen Jahr die sogenannte CAR-T-Zellen-Therapie für Patienten mit bestimmten Formen des Lymphoms oder von Leukämien zugelassen. Für die Behandlung entnehmen Mediziner dem Patienten T-Lymphozyten, die sie im Labor vermehren. Anschließend werden sie gentechnisch um einen Molekültyp ergänzt und dem Patienten zurück übertragen. Die veränderten T-Lymphozyten finden und vernichten Tumorzellen. Ob das Verfahren auch bei anderen Tumorarten wirkt, wird derzeit in klinischen Studien geprüft.

Ein weiterer Ansatz: das therapeutische Impfen gegen Tumoren. Anders als normale Schutzimpfungen kommt dieses jedoch nicht vorbeugend zum Einsatz, sondern erst, wenn eine Krebserkrankung bereits diagnostiziert wurde. Die Antigene für die Impfung gewinnt man aus den Krebszellen des Patienten. Sie sollen das Immunsystem des Betroffenen unterstützen, den Tumor wirkungsvoll anzugreifen. Dazu müssen krebstypische Merkmale, die auf den gesunden Zellen des Patienten nicht vorkommen, genau diagnostiziert werden. Aktuell befinden sich verschiedene Ansätze zum therapeutischen Impfen in experimentellen Phasen oder wie beim nichtkleinzelligen Lungenkarzinom in der klinischen Prüfung. Zum Standard in der Krebstherapie gehören sie noch nicht.

Systemmedizin bildet Grundlage

Die Sequenzierung von Krebsgenomen stellt einen enormen Wissensgewinn für die Medizin dar, der nicht nur Diagnostik und Therapie, sondern vor allem auch die Prävention in Zukunft grundlegend verändern soll. Geht es nach dem Konzept der P4-Medizin, verschiebt sich der Schwerpunkt deutlich in Richtung personalisierter Vorsorge und zwar auf der Grundlage von Milliarden medizinischer Daten.

Die Entstehung einer Krankheit hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören genetische Voraussetzungen, der individuelle Lebensstil, die Ernährung und Umwelteinflüsse. Wie diese Systeme miteinander vernetzt sind, wie sie ineinandergreifen und wie sie sich beeinflussen lassen, untersucht die Systemmedizin. Dafür arbeiten Mediziner, Biologen, Mathematiker und Informatiker zusammen. Sie verknüpfen große Datenmengen mit Einzelinformationen aus Grundlagen- und klinischer Forschung über Algorithmen miteinander, Experten sprechen von »Data-Mining«. Auf diesem Weg haben Wissenschaftler zum Beispiel biochemische Signaturen entdeckt, die bestimmte Arten von Krebszellen charakterisieren. Mit Hilfe dieser molekularen Fingerabdrücke soll es künftig gelingen, krankhafte Zellveränderungen schon in einem sehr frühen Stadium zu bemerken und dementsprechend einzugreifen.

Offene Fragen

In Deutschland gilt die Systemmedizin als wichtige Forschungsrichtung und wird in verschiedenen Projekten vorangetrieben. So läuft seit Ende 2012 das Forschungs- und Förderkonzept »e:Med – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin«, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. An 33 Standorten arbeiten Wissenschaftler von Kliniken, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen zusammen an unterschiedlichsten Ansätzen der Systemmedizin. Wichtiger Bestandteil der Projekte sind auch ethische, rechtliche und soziale Aspekte.

Systemorientierte Ansätze basieren auf einer großen Menge von biologischen, klinischen und soziodemographischen Daten. Wie diese Daten erhoben, analysiert und interpretiert werden dürfen, ist rechtlich noch nicht eindeutig geregelt. Auch allgemein gültige Richtlinien zum Thema Datenschutz fehlen. Wer darf Einsicht in die erhobenen Daten nehmen? Wie, wo und wie lange sollen die Daten gespeichert werden? Was gewährleistet den Schutz der Patientendaten? Dazu kommen ethische Fragestellungen. Wie sollen Mediziner mit dem Wissen über das Genom der Studienteilnehmer umgehen? Welches Verhalten ist bei schwerwiegenden Zufallsbefunden angemessen, und wie sieht es mit dem Recht auf Nicht-Wissen der betroffenen Personen aus? All diese Fragen zufriedenstellend zu klären, ist eine der größten Herausforderungen der Systemmedizin.

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