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Die Forscher konzentrieren sich auf die Identifizierung von Markern zur Verbesserung der Risikobewertung von Kopf-Hals-Krebs

Bösartige Tumore im Kopf-Hals-Bereich sind sehr heterogen und daher schwierig zu behandeln. Darüber hinaus ist das Fehlen prognostischer Marker ein erhebliches Hindernis für eine personalisierte Behandlung. Eine gemeinsame Studie der MedUni Wien und des Christian Doppler Laboratory for Applied Metabolomics konzentrierte sich auf die Entwicklung und Identifizierung spezifischer Marker zur Verbesserung der Risikoabschätzung für Patienten. Die Studie wurde im European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging veröffentlicht.

Die genetischen Eigenschaften der sehr unterschiedlichen Tumoren im Kopf-Hals-Bereich sind bisher nur begrenzt erforscht. Auch für Hochrisikopatienten gibt es keine geeigneten Parameter zur Risikoabschätzung. Vor diesem Hintergrund steht die aktuelle Studie des Forschungsteams um Lukas Kenner vom Klinischen Institut für Pathologie der MedUni Wien und Alexander Haug von der Universitätsklinik für Radiologie und Nuklearmedizin der MedUni Wien in Kooperation mit dem Christian Doppler Labor für Metabolomik und dessen Unternehmenspartner Siemens Gesundheitshelfer. Anhand von DNA-Sequenzierungen von 127 Gewebeproben betroffener Patienten analysierten die Forscher die zellulären Eigenschaften der Tumore mit künstlicher Intelligenz (KI) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) als bildgebendem Verfahren. Ziel der retrospektiven Studie (Erstautor Clemens Spielvogel) war es, durch die Kombination der Daten aus genetischer Analyse und Bildgebung konkrete Zahlen zu berechnen, die als Marker für die Risikoabschätzung bei Patienten herangezogen werden können.

Berechnet auf Basis von Genetik und Bildgebung

Zunächst wurde die DNA aus den Gewebeschnitten sequenziert, die dreidimensionalen PET-Bilder der Patienten ausgewertet und spezifische Bildmuster extrahiert. Das Forschungsteam führte die Daten dann mithilfe von maschinellen Lernalgorithmen zusammen, um genetische Netzwerke mit unterschiedlichen Störungsmustern in den Tumoren zu identifizieren, die die Zellalterung auslösen. Zelluläre Seneszenz bedeutet, dass sich die Zellen weder teilen noch Entzündungsbotenstoffe absondern, aber trotzdem nicht absterben. Das Problem hierbei ist, dass diese Zellen Moleküle in benachbarte Gewebe abgeben können, die zur weiteren Tumorentwicklung beitragen.

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Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass zelluläre Seneszenz in Kombination mit den spezifischen Mustern, die im Zuge der Analyse extrahiert wurden, mit einem hohen Risiko für Kopf-Hals-Krebspatienten verbunden sind. Zusammenfassend sind die rechnerisch identifizierten Marker aus genetischen und bildbasierten Daten ein effektiveres Mittel, um die Heterogenität der Tumore zu erfassen. Dies ermöglicht es, gezieltere Behandlungsoptionen schneller zu entwickeln und anzuwenden sowie Hochrisikopatienten genauer zu überwachen.

830.000 Neuerkrankungen pro Jahr

Unter dem Begriff Kopf-Hals-Tumoren werden verschiedene Krebsarten zusammengefasst, die in diesen Körperteilen auftreten, darunter Karzinome der Mundhöhle, des Rachens, des Kehlkopfes sowie der Nasen- und Nebenhöhlen. Die meisten bösartigen Tumore sind Plattenepithelkarzinome, also Tumore, die von Oberflächenzellen ausgehen. Andere, weniger häufige Tumoren sind Adenokarzinome, die aus Drüsengewebe stammen, und Sarkome aus Weichgewebe. Nach Schätzungen der internationalen Datenbank Global Cancer Studies erkranken weltweit jährlich mehr als 830.000 Menschen an Kopf-Hals-Krebs. Laut Statistik Austria erkrankten 2019 in Österreich 1.184 Männer und 404 Frauen an HNO-Krebs. Rauchen und Alkoholkonsum, aber auch humane Papillomviren sind Risikofaktoren für Kopf-Hals-Krebs.

Quelle:

Medizinische Universität Wien

Referenz:

Spielvogel, CP, et al. (2022)Radiogenomische Marker ermöglichen die Risikostratifizierung und Ableitung von Mutationswegzuständen bei Kopf-Hals-Krebs. Europäische Zeitschrift für Nuklearmedizin und molekulare Bildgebung. doi.org/10.1007/s00259-022-05973-9.

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Daniel Wom

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