Ein wenig aufwändiger Test könnte in Zukunft dabei helfen, einen Anfangsverdacht auf Krebs schnell abzuklären: Eine kleine Gewebe- oder Blutprobe reicht dann womöglich auch schon im Anfangsstadium von Tumoren aus, um im Ernstfall gezielter nachforschen und schneller behandeln zu können, hoffen Forscher von der University of Queensland in Australien in ihrer Studie in »Nature Communications«.

Das Team um Matt Trau hatte, wie andere Krebsmediziner zuvor, nach typischen Merkmalen von frei im Blut oder Gewebe schwimmender Krebs-DNA gesucht. Solche DNA-Stücke werden von Krebszellen in ihre Umgebung freigesetzt, wenn sie absterben und sich auflösen. Könnte man die Stücke von anderen extrazellulären DNA-Molekülen unterscheiden – etwa im Blut –, so wäre eine rasche Anfangsdiagnose schon möglich, bevor der eigentlichen Tumor entdeckt wurde. Bisher hatten Wissenschaftler aber keine eindeutigen Erkennungsmerkmale der Tumor-DNA eingrenzen können. Trau und Kollegen glauben nun aber, dabei einen entscheidenden Schritt weiter gekommen zu sein: Er beruht darauf, dass sich die epigenetische Signatur typischer Krebszellen deutlich von der normaler DNA abhebt.

Die epigenetische Markierung – das typisches Muster von geregelt an die DNA-Basen angehängten Methylgruppen – reguliert in allen Zellen die genetische Aktivität. In Krebszellen sind oft nicht nur Gene mutiert, sondern auch die epigenetischen Muster verändert; und zwar offensichtlich meist auf ganz typische Weise, wie Traus Team durch den Vergleich von freier Krebs-DNA und freien DNA-Stücken von Gesunden herausfand. Denn während Methylgruppen im Normalfall über die gesamte DNA verteilt sind, bilden sie bei Erbgut aus Tumoren gehäufte Cluster mit extrem dichter Methylierung sowie längere, von epigenetischen Markierungen völlig freien DNA-Abschnitten.

Diese bisher unbekannte Auffälligkeit, die bei DNA von fast allen Krebsarten aufzutreten scheint, konnten die Forscher ausnutzen, um ihren wenig aufwändigen Test zu entwickeln. Er nutzt aus, dass die Krebs-DNA sich an den stark methylierten Stellen häufig zu knotenartigen Schlingen zusammenlagert: In diesen Nanostrukturen bleiben Gold-Nanopartikel stärker hängen, so dass die Tumor-DNA leicht markiert und angefärbt werden kann. Goldmarkierte Krebs-DNA-Proben sind anschließend »ganz einfach und mit bloßem Auge zu erkennen«, erklärt Trau – und lassen sich zudem für automatisierte Tests mit hohem Durchsatz elektrochemisch von anderen DNA-Stücken aussortieren. So gelang es dem Team versuchsweise in rund 180 von 200 Fällen freie Krebs-DNA aus Blut und aus Tumorzellen unterschiedlichster Krebsarten zu erkennen und von normaler DNA zu unterscheiden.

Das Verfahren ist längst nicht perfekt, so die Forscher: Ein positives Ergebnis sage zum Beispiel noch nichts über die Art des erkannten Krebses aus. Immerhin aber schient der Test sehr universell auf Tumoren anzusprechen und ist einfach genug, um schnell, kostengünstig und effektiv auch in spärlich ausgestatteten Laboren eingesetzt werden zu können – was den Medizinern im Ernstfall einen Zeitvorsprung bei der weiteren Krebsbekämpfung verschaffen kann.