Biomarker für Atemtest zur Früherkennung von Lebererkrankungen

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Forscher bestimmen spezifischen Biomarker, der als Basis für eine unkomplizierte Erkennung von Frühstadien der Lebererkrankung mittels Atemtest dienen könnte.

Eine neue Studie(DOI:10.1016/j.ebiom.2015.07.027) der Universität von Birmingham deutet darauf hin, dass hohe Konzentrationen des natürlich vorkommenden, volatilen Stoffs Limonen einen Hinweis auf frühe Stadien der Leberzirrhose geben können.

Limonen wird nicht vom menschlichen Körper hergestellt, sondern findet sich in vielen Früchten und als Zusatzstoff in verschiedenen Getränken, Süßigkeiten und Kosmetika. Da es leberspezifisch über das P450 Enzym CYP2C19 metabolisiert  wird, welches schon zu Beginn der Leberzirrhose seine Funktion verliert, akkumuliert Limonen im Gewebe und es zeigen sich erhöhte Konzentrationen in der Atemluft.

Zu Beginn der Leberzirrhose fallen die Symptome sehr milde und unspezifisch aus. Die betroffenen Patienten suchen zunächst keine medizinische Hilfe auf, falls doch ist die Früherkennung schwierig und kann leicht zu Fehldiagnosen führen, da die aktuellen nichtinvasiven Diagnosemöglichkeiten, wie Serum-Biomarker und Fibroscan, nicht optimal erscheinen. Serum-Biomarker sind nicht leberspezifisch und zur Interpretation des Fibroscans ist immer ein Spezialist erforderlich, was einen hohen Aufwand und Kosten mit sich bringt.

Die Etablierung einer unkomplizierten Früherkennung der Leberzirrhose könnte einen Meilenstein in der Bekämpfung von Langzeitfolgen der Erkrankung, wie dem hepatozellulären Karzinom, bilden. Derzeit bleibt nur die Transplantation als Ultima Ratio für den Patienten.

In Großbritannien stieg die Inzidenz der Leberzirrhose in den letzten Jahrzehnten drastisch an und bildet heute die dritthäufigste Todesursache, 75% davon können mit Alkohol in Verbindung gebracht werden.

Die britischen Forscher teilten ihre Studie in zwei Phasen. Zunächst wurden Atemproben von 31 Leberzirrhose-Patienten mit denen von 30 gesunden Kontrollen verglichen. Im zweiten Schritt wurden die Proben vor und nach der Lebertransplantation miteinander verglichen. Dafür wurden dieselben 31 Proben aus der ersten Phase mit 11 Proben von Patienten aus derselben Kohorte verglichen, nachdem sich diese einer Transplantation unterzogen hatten.

Die Atemproben wurden mittels eines Massenspektrometers untersucht. In der ersten Phase zeigte sich ein deutlicher Anstieg von Limonen bei den erkrankten Patienten im Gegensatz zur gesunden Kontrolle. In der zweiten Phase fiel der Spiegel in der Atemluft nach Erhalt des neuen Organs ab.

Für die Autoren besteht kein Zweifel, dass Limonen unmissverständlich mit Erkrankungen der Leber assoziiert ist. Dr. O´Hara, Koautor der Studie, erklärt: “Es gab viele verschiedene Ansätze, um mögliche Biomarker der Leberzirrhose zu identifizieren, doch diese begründeten sich auf Stoffen wie Isopren und Aceton, welche nicht spezifisch genug sind, da sie auch durch andere Erkrankungen beeinflusst werden oder durch den eigenen Metabolismus selbst ansteigen können. Wir wollen einen eindeutig spezifischen Biomarker etablieren. Wenn unsere weitere Forschung erfolgreich ist, könnten wir uns ein kleines tragbares Gerät zur Atemanalyse vorstellen, das von Hausärzten zum Screening auf Frühstadien der Leberzirrhose genutzt werden kann. Damit würden eine frühe Behandlung und höhere Überlebenschancen ermöglicht.”

Dr. Chris Mayhew, Leiter der Forschungsgruppe, bezeichnet die Ergebnisse als erstaunlich, da sie Limonen direkt mit der erkrankten Leber verbinden und nicht nur mit dem erkrankten Patienten. Weiter weist er auf den großen Vorteil des Atemtests hin, der es ermöglicht die gesamte Funktion der Leber darzustellen, im Gegensatz zu einem lokalen Test wie es bei der Biopsie der Fall ist.

Die Studie öffnet eine neue Tür zur nichtinvasiven Echtzeitmessung der Leberzirrhose im Frühstadium. Sollte die weitere Forschung einen Atemtest ermöglichen, könnte die Erkrankung frühzeitig durch eine Lebensstiländerung eingedämmt werden, dies würde im Verlauf immense, positive, soziökonomische Folgen nach sich ziehen.

Die Forschungsgruppe arbeitet nun an der Untermauerung ihrer Ergebnisse und evaluiert die diagnostische Genauigkeit ihrer Methode.

Text: esanum/sb

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