Die Zukunft der Früherkennung von Krebs?

Mit einem Team von Technologen und Wissenschaftlern entwickelt Jorge Soto einen einfachen, nicht-invasiven Open-Source-Test, der nach ersten Anzeichen verschiedener Krebsarten sucht. Auf der Bühne bei TEDGlobal 2014 führt er erstmalig einen funktionsfähigen Prototypen der mobilen Plattform vor.

Vor fast einem Jahr

bekam meine Tante Rückenschmerzen.

Sie ging zum Arzt

und sie sagten ihr,
für jemanden, der 30 Jahre lang

Tennis gespielt habe,
sei das eine normale Verletzung.

Sie empfahlen eine Behandlung,

aber es wurde nicht besser.

Daher beschlossen die Ärzte,
weitere Tests durchzuführen.

Sie machten eine Röntgenaufnahme

und entdeckten eine Lungenverletzung,

von der sie damals dachten,

sie kam von einer Zerrung
der Muskeln und Sehnen

zwischen ihren Rippen,

aber nach einigen Behandlungswochen

ging es ihr gesundheitlich nicht besser.

Also entnahmen sie eine Gewebeprobe,

und zwei Wochen später

waren die Ergebnisse da.

Es war Lungenkrebs Stufe 3.

Ihre Lebensweise war nahezu risikofrei.

Sie rauchte nie, trank nie,

und trieb fast
ihr ganzes Leben lang Sport.

Vielleicht brauchten sie
deshalb beinahe 6 Monate

für die richtige Diagnose.

Meine Geschichte könnte -- leider --

den meisten von Ihnen bekannt vorkommen.

Jeder Dritte in diesem Publikum

wird eine Krebsdiagnose bekommen,

und jeder Vierte wird daran sterben.

Die Krebsdiagnose hat nicht nur

unser Familienleben verändert,

sondern das Hin und Her

zwischen neuen Tests,

verschiedenen Ärzten,
Symptombeschreibungen

und wiederholt verworfenen Erkrankungen

erzeugte Stress und Frustration,

besonders bei meiner Tante.

So wird Krebsdiagnose
seit Anbeginn durchgeführt.

Wir haben medizinische
und medikamentöse Ansätze

des 21. Jh. zur Krebsbehandlung,

aber die Methoden und Vorgänge
bis zur Diagnose

stammen noch aus dem 20. Jh.,
wenn wir überhaupt welche haben.

Wir müssen heute Symptome abwarten,

die eine Erkrankung andeuten.

Die Mehrheit hat noch immer keinen Zugang

zu Krebsfrüherkennungsmethoden,

obwohl wir wissen,
dass rechtzeitige Entdeckung

grundsätzlich dem am Nächsten kommt,

was eine sichere Heilung ermöglicht.

Wir können das noch
in unserer Lebenszeit ändern,

darum haben mein Team und ich

diese Reise angetreten,

eine Reise mit dem Versuch,

Krebserkrankungen in
der Frühphase erkennbar

und die passende Behandlung
auf molekularer Ebene

einfacher, billiger, intelligenter
und zugänglicher als je zuvor zu machen.

Der Kontext ist natürlich,

dass wir in einer Zeit leben,

in der die Technik die Gegenwart

in exponentiellem Maße zerreißt,

und die Biologie ist da keine Ausnahme.

Es wird gesagt, dass
Biotechnologie mindestens sechsmal

schneller fortschreitet
als die Wachstumsrate

der Rechenleistung von Computern.

Aber der Fortschritt in der Biotechnologie

wird nicht nur beschleunigt,

sondern auch demokratisiert.

So wie PCs, das Internet,

oder Smartphones breiteren Zugang

zu Unternehmertum, Politik
oder Ausbildung schufen,

haben jüngste Fortschritte es auch
für die Biotechnologie ermöglicht,

und das erlaubt multidisziplinären
Teams wie unserem

den Versuch, diese Probleme
mit neuen Ansätzen anzugehen.

Wir sind ein Team von
Wissenschaftlern und Technologen

aus Chile, Panama, Mexiko,
Israel und Griechenland.

Auf der Basis neuer
wissenschaftlichen Entdeckungen

glauben wir, einen verlässlichen
und zielsicheren Weg gefunden zu haben,

verschiedene Arten von Krebs

im Frühstadium durch
eine Blutprobe nachzuweisen.

Dazu weisen wir eine Anzahl
sehr kleiner Moleküle nach,

die in unserem Blut zirkulieren,

microRNAs gennannt.

Um zu erklären, was microRNAs sind,

und welche wichtige Rolle
sie beim Krebs spielen,

muss ich bei Proteinen beginnen.

Wenn nämlich Krebs im Körper ist,

werden Proteine in
allen Krebszellen modifiziert.

Wie Sie vielleicht wissen,

sind Proteine große biologische Moleküle

mit unterschiedlichen
Funktionen im Körper,

wie Katalyse von Stoffwechselreaktionen,

Reaktionen auf Stimuli

oder die Replikation von DNA.

Aber bevor ein Protein
exprimiert oder produziert wird,

werden relevante Teile des
genetischen Codes in der DNA

in die Boten-RNA kopiert,

sodass diese Boten-RNA eine Anleitung hat,

wie ein Protein gebaut wird.

Sie kann potenziell
Hunderte von Proteinen bauen,

aber was ihr sagt, wann gebaut wird,

und wie viele gebaut werden,

sind die microRNAs.

MicroRNAs sind also kleine Moleküle,

die Genexpression regulieren.

Anders als die hauptsächlich fixierte DNA

unterscheiden sich microRNAs
je nach internen Bedingungen

und Umgebungsbedingungen
zu gegebener Zeit,

und sagen uns, welche Gene zum Zeitpunkt
aktiv exprimiert werden.

Daher sind microRNAs solch ein
vielversprechender Biomarker für Krebs,

weil Krebs bekanntlich eine Krankheit
veränderter Genexpression ist.

Er ist die unkontrollierte
Regulation von Genen.

Ebenso ist es wichtig zu beachten,

dass es keine zwei
identischen Krebsformen gibt,

aber auf der microRNA-Ebene
gibt es gemeinsame Muster.

In verschiedenen Studien
wurde festgestellt,

dass abnormale microRNA-Expressionsstufen

variieren und ein besonderes,
spezifisches Muster

für jede Krebsart schaffen,

sogar im Frühstadium,

den Fortschritt der
Krankheit wiedergebend,

und ob sie auf
die Medikamente anspricht,

oder sich rückbildet,

was aus der microRNA einen perfekten,
hochsensiblen Biomarker macht.

Das Problem mit microRNAs ist jedoch,

dass wir keine DNA-basierte
Technologie nutzen können,

um sie zuverlässig zu erkennen,

weil es sehr kurze Sequenzen
von Nukleotiden sind,

viel kleiner als DNA.

Außerdem sind alle microRNAs
einander sehr ähnlich,

mit nur kleinen Abweichungen.

Stellen Sie sich vor, Sie versuchen,

zwei extrem ähnliche,
extrem kleine Moleküle zu unterscheiden.

Wir glauben, einen Weg gefunden zu haben,

und dies ist das erste Mal,
dass wir es in der Öffentlicheit zeigen.

Ich zeige es Ihnen.

Denken Sie an den nächsten Arztbesuch.

Sie machen einen Standard-Bluttest.

Ein Labortechniker
extrahiert eine ganze RNA,

was heute recht einfach ist.

Er gibt sie in eine gängige
96-Microtiterschale wie diese.

Jedes dieser Näpfchen hat

sepzifische biochemische
Eigenschaften, die wir zuordnen,

die nach spezifischer microRNA suchen --

wie eine Fallle, die nur zuschnappt,

wenn eine microRNA in der Probe ist,

und dann in grüner Farbe leuchtet.

Um die Reaktion anlaufen zu lassen,

stellt man die Schale in
eine Vorrichtung wie diese hier,

und dann kann man
sein Smartphone darauf legen.

Mit einer Kamera

können sie meinen Bildschirm sehen.

Ein Smartphone ist ein Computer

und es ist außerdem eine Kamera,

die für den Zweck ausreicht.

Das Smartphone macht Bilder.

Ist die Reaktion vorüber,

sendet es die Bilder zu
unserer Online-Datenbank,

wo sie verarbeitet
und interpretiert werden.

Der ganze Vorgang dauert etwa 60 Minuten,

aber wenn der Prozess vorbei ist,

werden leuchtende Näpfchen
spezifischen microRNAs zugeordnet

und analysiert, wie stark
und wie schnell sie leuchten.

Wenn dieser ganze Prozess
vorüber ist, geschieht das.

Diese Grafik zeigt die spezifischen
microRNAs in dieser Probe

und wie sie über
die Zeit hinweg reagierten.

Wenn wir das spezifische microRNA-Muster

aus der Probe dieser Person nehmen,

und es mit der bestehenden
wissenschaftlichen Dokumentation vergleichen,

die microRNA-Muster einer
bestimmten Krankheit zuordnet,

dann sieht das hier wie
Bauchspeicheldrüsenkrebs aus.

Dieser Inhalt ist eine echte Probe,

bei der wir gerade
Bauchspeicheldrüsenkrebs entdeckt haben.

(Applaus)

Ein weiterer wichtiger
Aspekt dieses Ansatzes

ist das Datensammeln
und Auswerten in der Cloud,

um Ergebnisse in Echtzeit zu erhalten

und sie mit unserer Kontextinformation
zu analysieren.

Wenn wir Erkrankungen wie Krebs

besser verstehen und entschlüsseln wollen,

müssen wir damit aufhören,

sie als akute, isolierte
Episoden zu sehen,

und alles berücksichtigen und messen,

das unsere Gesundheit
permanent beeinflusst.

Die ganze Plattform ist
ein funktionsfähiger Prototyp.

Er nutzt modernste Molekularbiologie,

ein günstiges, 3D-gedrucktes Gerät,

und Datenverarbeitung für den Versuch,

eine der größten Herausforderungen
der Menschheit anzugehen.

Da wir überzeugt sind,

dass Krebsfrüherkennung
demokratisiert werden soll,

kostet diese Lösung 50-mal weniger

als gegenwärtig verfügbare Methoden.

Da wir wissen, dass
die Community uns helfen kann,

dies noch mehr zu beschleunigen,

machen wir das Design
des Geräts Open-Source.

(Applaus)

Ich möchte klar sagen,

dass wir noch in
den Kinderschuhen stecken,

aber bisher gelang es uns,

das microRNA-Muster von
Bauchspeicheldrüsen-,

Lungen-, Brust- und
Leberkrebs zu ermitteln.

Gegenwärtig führen wir

in Zusammenarbeit mit dem
Deutschen Krebsforschungszentrum

bei 200 Frauen klinische Tests
für Brustkrebs durch.

(Applaus)

Dies ist der einzige nicht-invasive,

genaue und bezahlbare Test,

der das Potenzial hat, einen
radikalen Wandel zu bewirken,

wie Verfahren und Diagnostik
für Krebs ausgeführt werden.

Da wir jederzeit nach microRNA-Mustern
in Ihrem Blut suchen,

müssen Sie nicht wissen,
welchen Krebs wir suchen.

Es müssen keine Symptome da sein.

Man braucht nur einen Milliliter Blut

und eine relativ
einfache Reihe von Geräten.

Heute wird Krebs meist erst erkannt,
wenn Symptome auftreten.

Das ist bei Stufe 3 oder 4,

und ich glaube, das ist zu spät.

Das ist zu teuer für die Familien.

Das ist zu teuer für die Menschheit.

Wir dürfen den Krieg gegen
den Krebs nicht verlieren.

Er kostet nicht nur Milliarden von Dollar,

sondern auch den Menschen,
die wir lieben, das Leben.

Heute kämpft meine Tante tapfer

und durchläuft den Prozess
mit positiver Einstellung.

Dennoch wünsche ich mir
solche Kämpfe als seltene Ausnahme.

Ich will den Tag erleben,

an dem Krebs einfach zu behandeln ist,

weil die Diagnose im Frühstadium
Routine geworden ist.

Und ich bin sicher,

dass sich in sehr naher Zukunft deswegen

und aufgrund anderer Durchbrüche,
die wir jeden Tag

in der Biowissenschaft erleben,

unsere Denkweise über Krebs
radikal verändern wird.

Uns wird die Chance gegeben,
ihn früh zu erkennen,

ihn besser zu verstehen,
und eine Heilung zu finden.

Vielen Dank.

(Applaus)