Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Darmkrebs ist in Europa die zweithäufigste Krebserkrankung bei Männern und Frauen. Nach Angaben der World Health Organization (WHO) werden in der EU jährlich 450000 Menschen mit Darmkrebs diagnostiziert, wobei 230000 Menschen den Folgen der Krankheit erliegen. Da die Kanzerogenese stufenweise über eine längere Zeit verläuft, ist eine frühzeitige Erkennung des Tumors zur Erhöhung der Überlebensrate essentiell. Eines der gängigsten Methoden ist dabei der immunologische Test auf okkultes Blut im Stuhl (iFOBT), der jedoch eine hohe Falsch-Positiv-Rate aufweist und eine anschließende Endoskopie voraussetzt. Aus diesem Grund ist derzeit eine Diagnose für Darmkrebs nur unter Einbeziehung einer invasiven Koloskopie möglich. Dies möchten wir im Rahmen eines mehrjährigen EU-Forschungsprojektes zusammen mit Partnern in München, den Niederlanden und Polen nun ändern.
Flüchtige organische Verbindungen als mögliche Biomarker für Darmkrebs
In der jüngsten Vergangenheit wurden flüchtige organische Verbindungen (engl. volatile organic compounds, VOCs) in Körperflüssigkeiten, wie Blut, Urin und Atemgas als mögliche Biomarker für verschiedene Erkrankungen postuliert. Unser Airborne Biomarker for Colorectal Cancer (ABC-Cancer) Projekt erforscht eine mögliche Existenz von VOCs als Biomarker für Darmkrebs mit dem übergeordneten Ziel, eine patientennahe, nicht-invasive Diagnostik zu entwickeln. Unsere treibende Hypothese stellt dabei die Konzentrationsänderung bzw. Generierung von spezifischen VOCs bei einer Darmkrebserkrankung, sowie seiner Vorstufen, dar, die sich in Stuhl und Atemgas des Betroffenen manifestieren. Dies bietet die Möglichkeit, potentielle Biomarker zu identifizieren, die letztendlich zur Früherkennung und Diagnose, sowie der Kontrolle von Darmkrebspatienten dienen können.
Anspruchsvolle Datenanalyseverfahren zur Bewältigung komplexer Datenmengen
Ermöglicht wird das Vorhaben durch den Einsatz von hochmodernen massenspektrometrischen Technologien, mit denen VOCs aus dem Headspace von Stuhlproben und Atemgas von mehreren Patientenkohorten analysiert werden. Diese beinhalten Patienten, die an diversen Darmerkrankungen leiden, wie beispielsweise Darmkrebs, Darmadenomas, entzündliche Darmerkrankungen, sowie Reizdarmsyndrom, aber auch gesunde Probanden aus nationalen Vorsorgeprogrammen in Deutschland, Niederlande und Polen. Die von den drei Standorten gewonnenen Daten werden mittels machine learning gebündelt, ausgewertet und auf Darmkrebs-spezifische VOC-Muster hin untersucht, das eine Unterscheidung zu anderen Darmerkrankungen ermöglicht. In einem nächsten Schritt soll ein effektives und patientennahes Gerät zur Früherkennung von Darmkrebs entwickelt werden.
ABC-Cancer hat eine Laufzeit von drei Jahren mit einer finanziellen Förderung von 977000 Euro im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogrammes »ERA-NET TRANSCAN-2 Horizon 2020« der Europäischen Kommission. Beteiligt sind neben dem Fraunhofer IVV auch drei weitere Partner, die Ludwig-Maximilians-Universität (Klinikum Großhadern, München), die Universität Maastricht (Niederlande) und die Nicolaus Copernicus Universität Torun (Polen).