Neue Biomarker für Asthma-Diagnose

Im Rahmen einer Studie wurden neue Biomarker entdeckt, die eine Asthma-Diagnose erheblich vereinfachen könnten.

Wissenschaftler vom Penn State College of Medicine schreiben, dass in dem Blut von Menschen, die Asthma haben, erkrankungsspezifische Moleküle zirkulieren. Ihre Entdeckung könnte die Entwicklung des weltweit ersten Bluttests zur Diagnose eines Asthmas bronchiale ermöglichen. Auch eine verbesserte, zielgerichtete Behandlung ist in Aussicht. Der Kopf hinter der Studie ist Fouad T. Ishmael, ein Privatdozent für Medizin, Biochemie und Molekularbiologie.

Bis heute verfügt die Medizin über keine Tests zur sicheren Diagnosestellung eines Asthmas bronchiale, eine häufig vorkommende chronisch entzündliche Lungenerkrankung, von der etwa 25 Millionen Amerikaner betroffen sind.

Gegenwärtig wird die Diagnose mithilfe von anamnestischen Angaben des Patienten sowie speziellen Atemtests gestellt. Beide Methoden haben jedoch klare Grenzen und sind oft ungenügend.

Verschiedene Asthma-Varianten erschweren Therapie

Es sind mehrere Subtypen der Erkrankung bekannt. So unterscheidet man beispielsweise zwischen allergischem oder nicht-allergischem Asthma oder achtet auf das Vorhandensein oder Fehlen von bestimmten Immunzellen namens Eosinophilen. Die verschiedenen Varianten machen eine optimale Behandlung von Asthma oftmals schwierig

So verschafft zum Beispiel die Einnahme von inhalativen Kortikosteroiden, die tragende Säule in der Asthmatherapie, einigen Patienten keine wirklich befriedigende Besserung der Symptomatik. Unterschiedliche Asthma-Subtypen könnten hierbei eine Rolle spielen. Allerdings existieren momentan keine geeigneten Möglichkeiten, um zu verstehen, was diese verschiedenen Untertypen sind und was sie für die Behandlung bedeuten. Das zugrundeliegende Problem ist, dass es keinen Test gibt, der uns sagt, was wirklich in der Lunge vonstattengeht.

Um das zu ändern, richtete Ishmael seinen Blick auf microRNAs (miRNAs) – kleine Moleküle, die dabei helfen, unsere Genexpression zu regulieren. Vor nicht allzu langer Zeit wurden miRNAs noch als unnütze, sogenannte “Junk-DNA” angesehen. Im Laufe des letzten Jahrzehnts, haben Wissenschaftler jedoch erkannt, dass sie eine wichtige Rolle bei vielen Krankheiten des Menschen einnehmen.

miRNAs könnten wichtige Rolle bei inflammatorischen Prozessen spielen

Mehr als 150 miRNAs können gegenwärtig im Blut identifiziert werden. Mittlerweile hat man damit begonnen, diese molekularen Fußabdrücke zu verwenden, um Krankheiten wie zum Beispiel Krebs zu diagnostizieren und zu charakterisieren.

Die Rolle von miRNAs bei Asthma ist zurzeit noch nicht ausreichend verstanden. Vieles deutet jedoch darauf hin, dass die Moleküle sehr wichtige Funktionen bei inflammatorischen Prozessen und Immunreaktionen erfüllen.

Ishmael’s Team konnte in vorherigen Arbeiten bereits zeigen, dass miRNAs in der Lunge und im Blut als Asthma-Biomarker verwendet werden können. Darüber hinaus sollen sie Proteine regulieren, die an allergischen Entzündungen beteiligt sind. Doch viele wichtige Fragen blieben damals offen. Zum Beispiel: Haben Patienten mit Asthma eine andere miRNA im Blut als Menschen mit ähnlichen Erkrankungen?

Im Rahmen ihrer neuen Studie analysierten die Forscher miRNAs im Blut von 79 Personen. Die Probanden waren entweder Asthmatiker, Menschen mit nasalen Allergien aber keinem Asthma oder Menschen ohne nasale Allergien und ohne Asthma. Die daraus entstandenen Ergebnisse wurden im Journal of Allergy and Clinical Immunology veröffentlicht.

Forscherteam konnte mit 91-prozentiger Genauigkeit vorhersagen, ob eine Person Asthma hatte

Nachdem sie die potentiellen Kandidaten auf 30 miRNAs, die bei Allergien und Asthma wichtig sind, eingeengt hatten, bemerkten die Forscher unterschiedliche Expressionsmuster zwischen den drei Gruppen. Auf Basis dieser Muster, konnten sie mit 91-prozentiger Genauigkeit vorhersagen, ob eine Person Asthma hatte oder nicht. Eine Erkenntnis, die die Tür zur Entwicklung eines diagnostischen Bluttests weit aufschlägt.

So stellten sie fest, dass eine Untergruppe dieser miRNAs nur bei Patienten mit Asthma vorkommt und für die Erkrankung somit spezifisch ist. Als solche eigneten sich die Moleküle hervorragend, um zu bestimmen, ob ein Proband Asthma hatte. Ausschlaggebend war dabei, ob die Konzentration der miRNAs im Vergleich zu den beiden anderen Gruppen hoch oder niedrig war. Letztendlich scheinen Menschen verschiedene molekulare Fingerabdrücke zu haben, je nachdem, ob eine Person Asthma, eine allergische Rhinitis oder nichts dergleichen hat.

Wichtig ist auch, dass man unter den Asthmatikern wiederum zwei Gruppen mit verschiedener miRNA-Expression ausmachen konnte. Die beiden Gruppen korrelierten mit einer jeweils unterschiedlichen Anzahl von eosinophilen Immunzellen im Körper.

Die Eosinophilen spielen eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl von allergischen Reaktionen. Außerdem haben sie möglicherweise Auswirkungen darauf, wie gut ein Mensch auf einige der bereits verfügbaren Behandlungsansätze anspricht. Die Arbeitsgruppe denkt, dass ihre Technologie geeignet sei, um zwischen einigen dieser Unterarten von Asthma bronchiale unterscheiden zu können. Bestätigt sich dies, könnten Ärzte zukünftig von Anbeginn sagen, ob eine Behandlung für einen Patienten sinnvoll und effektiv ist.

Bluttest für Asthma soll innerhalb der nächsten fünf Jahre entwickelt werden

Ishmael hofft, dass seine Forschungsarbeit darüber hinaus zu neuen Therapien führen wird. miRNAs sind nämlich nicht nur Biomarker, einige von ihnen sind direkt an der Entwicklung der Krankheit beteiligt. Nun, da eine Gruppe von Asthma-miRNAs identifiziert ist, könnten Forscher in der Lage sein, Medikamente zu entwickeln, die sich dieser spezifischen Moleküle annehmen.

Die Wissenschaft weiß mittlerweile, dass viele dieser microRNAs tatsächlich bestimmte Funktionen bei Entzündungsprozessen übernehmen. Einige von ihnen fördern Entzündungen, während andere Entzündungen im Körper hemmen. Wenn einer Person eine miRNA fehlt, welche für die Aufrechterhaltung des Normalzustandes wichtig ist, könnte man diese möglicherweise therapeutisch ersetzen.

Die Forscher planen, die Funktionen der verschiedenen miRNAs bei Asthma genauer zu untersuchen, um letztendlich herauszufinden, was passiert, wenn die Moleküle gehemmt werden.

Zudem arbeiten sie daran, den diagnostischen Wert der miRNA-Tests für Asthma in einer größeren Gruppe von Menschen zu validieren.

Ishmael und seine Kollegen haben sich vorgenommen, einen funktionierenden Bluttest für Asthma innerhalb der nächsten fünf Jahre vollständig entwickelt zu haben. Gelingt dies, wäre es zukünftig möglich, mithilfe eines einzigen Bluttropfens und innerhalb kürzester Zeit festzustellen, ob ein Patient an Asthma leidet. Das wäre, so Ishmael, das ultimative Ziel seiner Arbeit.

Text: esanum/ pvd

Foto:  bubutu / Shutterstock.com

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