Biobank: Ziele und Nutzen

In den Medien werden Biobanken gerne als „Schatzkammer des 21. Jahrhunderts“ bezeichnet. Selbst wenn der Begriff „Schatzkammer“ nicht wörtlich zu nehmen ist, herrscht in medizinisch-wissenschaftlichen Fachkreisen weitgehend Einigkeit: Biobanken können maßgeblich dazu beitragen, Ursachen, Mechanismen und Einflussfaktoren von Krankheiten zu entschlüsseln, diese exakter und zuverlässiger zu diagnostizieren und effektiver zu behandeln.

Wissenschaftliche Beratung:
Prof. Dr. Andreas Günther, Dr Clemens Ruppert, Dr. Jasmin Wagner, Justus-Liebig Universität Gießen, Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC)
Prof. Dr. Thomas Illig, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover Unified Biobank, Biomedical Research in Endstage and Obstructive Lung Disease (BREATH)
Dr. Michael Lindner, Dr. Ina Koch, Thoraxchirurgisches Zentrum München, Asklepios Biobank für Lungenerkrankungen, Comprehensive Pneumology Center (CPC)
Dr. Thomas Muley, Thoraxklinik am Universitätsklinikum Heidelberg (TLRC-H)

In den Medien werden Biobanken gerne als „Schatzkammer des 21. Jahrhunderts“ bezeichnet. Selbst wenn der Begriff „Schatzkammer“ nicht wörtlich zu nehmen ist, herrscht in medizinisch-wissenschaftlichen Fachkreisen weitgehend Einigkeit: Biobanken können maßgeblich dazu beitragen, Ursachen, Mechanismen und Einflussfaktoren von Krankheiten zu entschlüsseln, diese exakter und zuverlässiger zu diagnostizieren und effektiver zu behandeln.

Wissenschaftliche Beratung:
Prof. Dr. Andreas Günther, Dr Clemens Ruppert, Dr. Jasmin Wagner, Justus-Liebig Universität Gießen, Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC)
Prof. Dr. Thomas Illig, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover Unified Biobank, Biomedical Research in Endstage and Obstructive Lung Disease (BREATH)
Dr. Michael Lindner, Dr. Ina Koch, Thoraxchirurgisches Zentrum München, Asklepios Biobank für Lungenerkrankungen, Comprehensive Pneumology Center (CPC)
Dr. Thomas Muley, Thoraxklinik am Universitätsklinikum Heidelberg (TLRC-H)

Eine zentrale Rolle spielen dabei so genannte Biomarker. Biomarker sind in Gewebe und Körperflüssigkeiten nachweisbare biologische Merkmale, deren Veränderungen auf einen krankhaften Prozess im Körper hinweisen und Aufschluss über die Art der Erkrankung sowie deren Verlauf geben können. Auch der Erfolg einer Therapie lässt sich an Hand von Biomarkern messen.

Biomarker können ganz unterschiedlich sein:

es kann sich um vermehrt gebildete Wachstumsfaktoren oder Botenstoffe handeln,
um krankheitsspezifische Zellen oder
um Veränderungen in Genen, sogenannte Mutationen und vieles mehr.

Viele schwere Erkrankungen wie Krebs oder chronische Lungenkrankheiten lassen sich trotz intensiver wissenschaftlicher Bemühungen bis heute oft erst (zu) spät diagnostizieren. Die Erforschung von Biomarkern hat in den letzten Jahren rasant zugenommen, schon erste Erfolge erzielt, und wird noch weiter intensiviert. Das notwendige Material für diese Forschung wird in Biobanken gesammelt.

Denkbar ist beispielsweise, dass man in einigen Jahren einen Biomarker entdeckt, der eine Lungenfibrose schon in einem sehr frühen Stadium anzeigen könnte. Solche Ergebnisse gewinnen Froschende oft in kleinen Studien mit wenigen Patienten, oder sogar im Reagenzglas, weshalb sie zunächst nur eine eingeschränkte Aussagekraft besitzen. Mit Hilfe von Biobanken, in denen Gewebe- und Blutproben sehr vieler Patienten gelagert sind, lässt sich dann prüfen, ob der vermutete Zusammenhang tatsächlich besteht.

Solche, für eine bessere Früherkennung relevanten Forschungsergebnisse auf einer breiten Datenbasis zu überprüfen, ist also eines der Einsatzgebiete einer Biobank. Aber auch andere diagnostische Fragestellungen können Forschende durch den Zugriff auf Biobanken schnell und auf Grundlage zahlreicher Patientendaten untersuchen – etwa ob der Biomarker ansteigt, wenn sich die Krankheit verschlimmert.

Für die Patienten vielleicht noch wichtiger ist das Potenzial, das Biobanken im Hinblick auf die Entwicklung neuer, effektiverer Therapien bieten, so auch beim Lungenkrebs. Um neue Behandlungsoptionen zu entwickeln ist es jedoch erforderlich, dass die Ursachen und Krankheitsmechanismen möglichst weitgehend aufgeklärt werden. Um auch wirklich repräsentative Aussagen diesbezüglich zu erhalten, muss an Gewebe- und Blutproben von möglichst vielen Betroffenen geforscht werden.

Biobanken, in denen das für die Wissenschaft so wertvolle biologische Material von Hunderten und Tausenden Patienten gesammelt wird, schaffen dafür die Voraussetzung. Dort können Forschende systematisch nach genetischen und biochemischen Merkmalen suchen, die mit einer Krankheit verknüpft sind, um daraus für den einzelnen Patienten „maßgeschneiderte“ Therapien entwickeln zu können.

Denkbar ist ein solcher Ansatz für Lungenerkrankungen, die eine genetische Ursache haben oder deren Erkrankungsverlauf durch Genmutationen mitbeeinflusst werden, wie zum Beispiel die Mukoviszidose, BMPR2 Mutationen beim Lungenhochdruck oder Surfactant Protein Mutationen bei familiären Formen der Lungenfibrose.

Biobanken sollen dazu beitragen, die Pathomechanismen wie auch die Diagnostik und die Therapie von Krankheiten zu verbessern. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Biomarker – genetische und biochemische Merkmale, die mit der Krankheit in Zusammenhang stehen.

Wie mit Hilfe von Gewebeproben aus Biomaterialbanken eine solche „individualisierte Therapie“ für die Krebsbehandlung entwickelt und klinisch umgesetzt werden konnte, zeigt sich am Beispiel des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms.

Forschende fanden heraus, dass ein Teil der Patienten mit dieser Form von Lungenkrebs eine Mutation aufweist, die zu einer Veränderung des so genannten EGF-Rezeptors führt. Über diesen Rezeptor wird dann das Wachstum von Krebszellen angeregt. Tyrosinkinase-Inhibitoren blockieren den überaktiven EGF-Rezeptor und können so das Tumorwachstum stoppen. Seit 2009 werden diese Medikamente erfolgreich in der Behandlung des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms bei Patienten mit besagter EGF-Rezeptor Mutation eingesetzt.

Solche maßgeschneiderten Behandlungsmethoden zu entwickeln – nicht nur für Krebsleiden sondern auch für andere Lungenerkrankungen gehört zu den größten Zielen der medizinischen Forschung. Biobanken sind ein wichtiges Instrument, um dieses Ziel zu erreichen.

Biobanken - Was ist das und welche Arten gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Biobanken. Mehr zu Historie, Initiativen und Netzwerken von Biobanken.

Inhalt:

Grundlagen

NAKO

Probengewinnung

Probenaufbereitung

Lungen-Biobanken

Risiken

Datenschutz und Ethik

Biomarker

Epigenetik

Gendermedizin

Mikrobiom

Nanopartikelforschung

Regeneration

Wirkstoffforschung

Zelltherapien