Krebs: Würmer zur frühzeitigen nicht-invasive Diagnose nutzbar

Krebs durch Würmer identifizieren

Mit der Hilfe von Fadenwürmern ist es möglich, Krebs effektiv im menschlichen Körper zu identifizieren. So können die Würmer mit ihrem außergewöhnlichen Geruchssinn zur Entwicklung eines nicht-invasiven Tests für die Krebsdiagnose genutzt werden.

In einer neuen Studie wurden Fadenwürmer dazu verwendet, Lungenkrebszellen zu identifizieren. Dies könnte einen nicht-invasiven Lungenkrebstest ermöglichen. Die entsprechenden Studienergebnisse eines koreanischen Forschungsteams wurden auf der diesjährigen Frühjahrstagung der American Chemical Society (ACS) vorgestellt.

Krebs durch den Geruchssinn feststellen

Es ist bekannt, dass Hunde in der Lage sind, durch ihren Geruchssinn verschiedene Formen von Krebs in menschlichen Atem-, Blut- und Urinproben zu identifizieren. Aber nicht nur Hunde haben einen ausgezeichneten Geruchssinn, der es ihnen ermöglicht Krebs zu finden.

Auch Fadenwürmer der Gattung C. Elegans sind dazu in der Lage, berichten die Forschenden in einer Pressemitteilung der American Chemical Society. Die Würmer können tatsächlich Krebszellen identifizieren, indem sie deren Geruchsspur folgen.

Derzeitige Möglichkeiten zur Krebsdiagnose

Zur Zeit wird Lungenkrebs mit der Hilfe von bildgebenden Untersuchungen oder Biopsien diagnostiziert. Das Problem mit solchen Methoden ist allerdings, dass diese oft nicht in der Lage sind, Krebs im frühesten Stadium zu erkennen.

So haben die Forschende eine Art Chip entwickelt, welcher die Würmer nutzt, um Lungenkrebszellen aufzuspüren. Der Test, bei dem winzige Fadenwürmer (~1 mm lang) dank ihres außergewöhnlichen Geruchssinns Krebszellen erschnüffeln, soll als neue nicht-invasive Methode zur Früherkennung dienen.

Lungenkrebszellen produzieren spezielle Geruchsmoleküle

„Lungenkrebszellen produzieren andere Geruchsmoleküle als normale Zellen“, berichtet Studienautor Dr. Shin Sik Choi von der Myongji University in Korea. Da bekannt war, dass der Fadenwurm C. elegans von bestimmten Gerüchen angezogen oder abgestoßen wird, versuchten die Fachleute seinen Geruchssinn zum Nachweis von Lungenkrebs zu nutzen.

Wie funktioniert der neue Test?

Es wurden in der Vergangenheit bereits Fadenwürmer in Petrischalen zusammen mit einem Tropfen menschlichen Urins platziert. Dabei konnte beobachtet werden, dass sich die Würmer bevorzugt zu Urinproben von Krebskranken bewegten, berichtet das Team.

Genau diese Fähigkeit der Würmer wurde jetzt dazu verwendet, einen effektiven Test zur Identifizierung von Krebs zu entwickeln. Dafür fertigte das Team einen Chip aus Polydimethylsiloxan-Elastomer an, der an jedem Ende eine Vertiefung aufweist, welche durch Kanäle mit einer zentralen Kammer verbunden ist.

Dieser Chip wurde auf eine Agarplatte gesetzt. An einem Ende des Chips fügten die Forschenden einen Tropfen Kulturmedium von Lungenkrebszellen hinzu, wogegen am anderen Ende des Chips ein Medium von normalen Lungenfibroblasten hinzugefügt wude.

Dann wurden Würmer in der mittlere Kammer platziert. Nach dem Zeitraum von einer Stunde konnte das Team beobachten, dass mehr Würmer in Richtung des Lungenkrebsmediums krabbelten als in Richtung des normalen Mediums.

Bei weiteren Versuchen zeigte sich zusätzlich, dass Würmer, welche ein mutiertes Geruchsrezeptor-Gen mit der Bezeichnung odr-3 in sich trugen, dieses bevorzugte Verhalten nicht aufwiesen.

Effektivität des Tests liegt bei etwa 70 Prozent

Auf der Grundlage der Tests schätzen die Forschenden die Effektivität des Chips ein. Sie kommen zu dem Schluss, dass das Gerät bei der Erkennung von Krebszellen in verdünnten Zellkulturmedien eine Effektivität von etwa 70 Prozent aufweist.

In Zukunft plant die Forschungsgruppe die Genauigkeit und auch die Empfindlichkeit der Methode weiter zu erhöhen. Dafür möchte das Team Würmer verwenden, welche bereits zuvor Kontakt mit Krebszellenmedien hatten und die daher eine Art Gedächtnis für krebsspezifische Geruchsmoleküle aufweisen.

Wenn der Chip für den Nachweis von Lungenkrebszellen in Kultur optimiert wurde, sieht die weitere Planung vor, Versuche mit Urin, Speichel oder sogar der Atemluft von Menschen durchzuführen, berichtet das Team.

Andere Arten von Krebs durch Chip identifizieren

„Wir werden mit Ärzten zusammenarbeiten, um herauszufinden, ob unsere Methoden Lungenkrebs bei Patienten in einem frühen Stadium erkennen können“, erläutert Dr. Choi. Zusätzlich soll der Chip zukünftig auch an verschiedenen Krebsarten getestet werden.

In anderen Untersuchungen mit dem Chip wurden zudem bereits spezifischen Geruchsmoleküle identifiziert, welche C. elegans zu Lungenkrebszellen locken. Darunter war auch eine flüchtige organische Verbindung mit der Bezeichnung 2-Ethyl-1-Hexanol.

Warum werden die Würmer von Krebsgeruch angezogen?

Die Forschenden wissen nicht, warum C. elegans von Lungenkrebsgewebe oder 2-Ethyl-1-hexanol angezogen wird. Die Fachleute nehmen jedoch an, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Gerüche den Düften der Lieblingsspeisen der Tiere ähneln. (as)