Krebs entdecken, bevor er streut

Ihre Erfindung ermöglicht es Ärzten, Krebszellen in einer Blutprobe festzustellen, lange bevor mit den gängigen Bildgebungsverfahren ein Tumor aufgefunden werden kann. Besonders wichtig ist, dass ihr Test diese Zellen erkennen kann, bevor ein Patient Metastasen entwickelt: Die Streuung von Krebszellen vom Primärtumor in andere Organe des Körpers ist der Grund, weshalb 90 Prozent der Patienten ihren Kampf gegen die Krankheit verlieren.

„Es ist bekannt, dass für eine wirksame Behandlung von Krebs eine effiziente Erkennung der Erkrankung entscheidend ist", sagte EPA- Präsident António Campinos über die Nominierung von Paterlini-Bréchot als Finalistin für den Europäischen Erfinderpreis 2019. „Diagnostische Früherkennung wie sie die Erfindung von Patrizia Paterlini-Bréchot ermöglicht, eröffnet eine neue Front im Kampf gegen die Krankheit, indem sie Ärzten hilft, Tumore in den allerfrühesten Stadien zu erkennen", so der EPA-Präsident. „Ihre Geschichte zeigt auch, dass Patente wichtig sind, um Forschung voranzutreiben, die Leben retten und Lebensumstände verbessern kann."

Die Gewinner des jährlichen Innovationspreises des EPA werden 2019 im Rahmen einer Galaveranstaltung am 20. Juni in Wien bekannt gegeben.

Inspiriert davon, Menschen zu helfen

2018 erkrankten weltweit rund 18,1 Millionen Menschen neu an Krebs, und 9,6 Millionen sind im vergangenen Jahr an der Krankheit gestorben. Manche Krebsarten sind besonders schwierig zu diagnostizieren: So wird Lungenkrebs beispielsweise in nur 15 Prozent der Fälle im Frühstadium entdeckt. Einen effektiven, nichtinvasiven Weg zu finden, der Krebs präzise und früh erkennen kann, hat das Potenzial, jedes Jahr Millionen von Leben zu retten. Genau diese Aussicht inspirierte die italienische Wissenschaftlerin während ihrer gesamten Karriere. 

Paterlini-Bréchot hat an der Universität von Modena studiert, wo sie sich auf Hämatologie und Onkologie spezialisierte. Nachdem sie als Krebsspezialistin in Bologna gearbeitet hatte, kam sie zum Schluss, dass für sie die biomedizinische Forschung auf lange Sicht die beste Perspektive bot, Patienten direkt zu helfen. 1988 zog sie nach Paris, um Molekularbiologie zu studieren, und promovierte 1993 an der Universität von Paris XI über die wesentlichen Grundlagen der Onkogenese. Heute ist Paterlini-Bréchot Professorin für Zellular- und Molekularbiologie/Onkologie an der Universität Paris Descartes, Fachärztin in den öffentlichen Krankenhäusern von Paris, Leiterin einer Forschungsgruppe am Französischen Institut für Gesundheit und medizinische Forschung INSERM und wissenschaftliche Beraterin einer von ihr gegründeten Firma.

Früh in ihrer Karriere hatte Paterlini-Bréchot einen Krebspatienten verloren, der an Krebs im fortgeschrittenen Stadium litt, und dies nur wenige Tage, nachdem sie ihn das erste Mal betreut hatte. Das Gefühl, ihm nicht helfen zu können, berührte sie so sehr, dass sie sich entschied, ihr Leben der Verringerung der Sterberate von Krebs und der Verbesserung des Lebens von Patienten zu widmen. Das erklärte sie auch in ihrem 2017 veröffentlichen Buch Tuer le cancer („Den Krebs töten"). Als sie zu ihrem Entschluss interviewt wurde, sagte sie: „Oft denken Menschen, dass Krebs eine Person ganz plötzlich befällt und schnell streut, aber das ist nicht wahr. Wir haben in den vergangenen Jahrzehnten gelernt, dass die Metastasierung sehr langsam vor sich geht und sich über Jahre hinziehen kann."

Leben retten durch Früherkennung

Paterlini-Bréchot entschied sich, diesen „Schwachpunkt" der Krebserkrankung für ihre Forschung auszunutzen. Sie konzentrierte sich auf die Möglichkeit, zirkulierende Tumorzellen (CTCs) zu finden. Diese Zellen, die der Primärtumor ausscheidet und die im Blut durch den Körper transportiert werden, können bereits viele Jahre vorhanden sein, bevor sich Metastasen entwickeln. Sie stehen wegen ihrer Rolle, die sie bei der Streuung von Krebs spielen, seit den 1990er Jahren im Fokus der Wissenschaft.

Wenn CTCs im Blut von Patienten gefunden werden, ist dies ein klares Anzeichen für Tumore und die Gefahr, dass sich Metastasen entwickeln können. Je früher sie entdeckt werden, desto schneller und effektiver kann ein Patient behandelt werden. Dafür muss aber eine Vielzahl von Hindernissen überwunden werden. Eines davon ist, dass CTCs sehr selten vorkommen und sehr veränderlich sind. Dank ihrer Expertise in Onkologie und Hämatologie kam Paterlini-Bréchot auf den Gedanken, Blut vertikal zu filtern, um CTCs zu isolieren, da diese größer als andere Zellen sind. „Wir riefen damals alle Blutbanken an und fragten, ob sie eine Methode hatten, um Blut vertikal zu filtern", sagte sie. „Aber niemand konnte uns helfen. Sie sagten, das sei unmöglich. Das Problem ist, dass Blut sehr schnell gerinnt und große Mengen an Zellen enthält. Nur zehn Milliliter Blut beinhalten durchschnittlich 100 Millionen weißer und 50 Milliarden roter Blutzellen. Die Menge allein verstopft jedes Sieb und jeden Filter."

Paterlini-Bréchot und ihr Team gaben aber nicht auf: Sie testeten mehr als 700 unterschiedliche Wege um Blutproben zu filtern, bevor sie endlich die richtigen Parameter fanden, die es ermöglichten, CTCs zuverlässig zu isolieren. Die Forschungsergebnisse zu ihrem neuen Verfahren und dem Gerät, genannt ISET® (Blutfiltration zur Erkennung von Tumorzellen), veröffentlichte sie erstmals im Jahr 2000. Zu der Zeit beantragte sie auch das erste von mehreren europäischen Patenten.

Filter-Innovation für bessere Diagnosen

Bei Paterlini-Bréchots Methode wird erst Blut abgenommen, verdünnt und dann in eine kleine Plastikpatrone gegeben, die einen hauchdünnen Polykarbonatfilter enthält, der wie ein Kaffeefilter funktioniert. Die Patrone wird in eine kleine Tischmaschine gesteckt, die das Blut filtert, indem sie ein sanftes Vakuum erzeugt, welches das Blut durch den Filter treibt.

Kleinere Blutzellen passen durch die Poren des Filters, während Tumorzellen wegen ihrer Größe zurückgehalten werden. Der Prozess dauert rund 15 Minuten. Er ist so präzise, dass eine einzelne CTC- Zelle in einer 10 Milliliter Blutprobe entdeckt werden kann bzw. eine solche Zelle in rund 50 Milliarden Blutzellen. Krebsspezialisten können die vom Filter eingefangenen Zellen unter einem Mikroskop untersuchen, um festzustellen, ob es sich um Tumorzellen handelt.

Weiterführende Tests können durchgeführt werden, um den korrekten Kurs und Zeitpunkt der Therapie festzulegen, lange bevor Metastasen entstehen. So konnte ISET in einer klinischen Studie für Lungenkrebs CTCs bei Patienten ein bis vier Jahre nachweisen, bevor krebsartige Lungenknoten auf CT Scans sichtbar wurden. Der Test ermöglicht es Ärzten, Patienten mit einem erhöhten Lungenkrebsrisiko (wie beispielsweise Raucher) zu beobachten, um nötigenfalls schon sehr früh zu intervenieren.

Zudem ermöglicht die Isolierung von CTCs festzustellen, ob eine Behandlung wirkt, da Anti-Krebs-Medikamente Tumorzellen angreifen. Wenn diese Medikamente wirken verschwinden die CTCs. Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist, dass die Technologie genutzt werden kann, um nahezu alle Typen von soliden Tumoren zu erkennen und sogar manche Formen von Leukämie.

Pionierarbeit in prädiktiver Krebsvorsorge

Um ihre Erfindung zu vermarkten gründete Paterlini-Bréchot 2009 Rarecells Diagnostics. Das Unternehmen mit Sitz in Paris ist ein Spin-off der Universität Paris Descartes, INSERM und der Assistance Publique - Hôpitaux de Paris. Die Firma hält die Exklusivlizenz an den ISET-Patenten und verteilt und entwickelt die Tests weiter. Der Lizenzvertrag sichert überdies den Mittelrückfluss an die öffentlichen Einrichtungen, denen die Patente gehören. Das ist ein wichtiger Beweggrund für Paterlini-Bréchot, die davon überzeugt ist, dass Forschung der Öffentlichkeit zu Gute kommen soll.

 „Für mich ist klar, dass der einzige Weg, Forschung zu nutzen, um das Leben von Menschen zu verbessern, darin bestehen muss, die Ergebnisse von Forschung auf den Markt zu bringen. Patente sind in diesem Prozess unerlässlich," erklärt die Erfinderin.

Der globale CTC Diagnosemarkt wurde 2017 auf 8,2 Milliarden Euro geschätzt und soll bis 2023 auf 24,9 Milliarden wachsen. Paterlini-Bréchot ist Pionierin in diesem expandierenden Markt. Ihre ISET Tests sind seit Februar 2017 für Patienten in Frankreich verfügbar - die Kosten liegen unter 500 Euro -, werden derzeit aber nicht von der Krankenversicherung gedeckt. Weitere klinische Studien werden benötigt, um krebsspezifische Richtlinien für die medizinische Fachwelt zu formulieren - ein Prozess, der erhebliche finanzielle Mittel benötigt. Nichtsdestotrotz wurde die Technologie bereits in mehr als 70 unabhängigen Studien an über 2 000 Patienten mit unterschiedlichen Arten von Krebs sowie an rund 600 Personen ohne Krebs validiert.

Paterlini-Bréchots nächste Herausforderung ist es, die Teile des Körpers zu identifizieren, in denen der Krebs entsteht, da dies Vorsorgeuntersuchungen unterstützt. Damit geht ihre Arbeit weiter. Ihre Vision für die Zukunft ist, dass ISET Bestandteilteil der Routine und in normale Vorsorgeuntersuchungen integriert wird, um sicherzustellen, dass ihre Erfindung und deren Nutzen allen Personen zugänglich ist.

 „Ich denke, schlussendlich war es gut, dass ich in die Forschung gegangen bin", sagt die Erfinderin. „Auf diesem Weg kann ich vielen Menschen gleichzeitig helfen - ich kann deren Leben verbessern und verlängern. Wenn ich Ärztin geblieben wäre, hätte ich immer nur einem Patienten nach dem anderen helfen können - anstatt vielen gleichzeitig."