Der genetische Hintergrund bestimmt das Lungenkrebsrisiko von Rauchern

Lungenkrebs ist unter Rauchern weltweit verbreitet. Doch nicht jeder hat dasselbe Risiko. Eine neue Untersuchung des Krebszentrums der Universitätsklinik Navarra zeigt, wie genetische Profile das Lungenkrebsrisiko von Rauchern beeinflussen. Sie könnte helfen, die Rolle genetischer Faktoren bei der Risikobewertung, Früherkennung und Entwicklung von Behandlungsstrategien zu verstehen. Hier die Einzelheiten:

Grundlage der Untersuchung: Rauchen, Lungenkrebs und genetische Faktoren

Eine multidisziplinäre Studie des Krebszentrums der Universitätsklinik Navarra (CUN) zeigte, dass Raucher mit hohem und niedrigem Lungenkrebsrisiko unterschiedliche genetische Profile haben. Die Ergebnisse wurden auf der jüngsten Tagung der American Society of Clinical Oncology in Chicago (ASCO 2023) vorgestellt.

Dr. Ana Patiño García, Leiterin der Abteilung für Genomische Medizin am CUN und Koordinatorin der Untersuchung, erläuterte deren Anlass. Patiño sagte: „Diese Studie entstand unmittelbar aus der onkologischen Sprechstunde. Dort begegnen uns immer wieder Lungenkrebspatienten, die nie oder nur sehr wenig geraucht haben. Gleichzeitig kennen wir viele Menschen, die einen Großteil ihres Lebens geraucht und nie Krebs entwickelt haben. Diese Beobachtung brachte uns zu der Frage, ob genetische Faktoren das Krebsrisiko erhöhen oder senken und Menschen vor dieser Krankheit schützen.“

Dr. José Luis Pérez Gracia, Koordinator der Abteilung für onkologische Studien am CUN und Verantwortlicher für die Untersuchung, sagte: „Diese Studie bestätigt erstmals genetische Faktoren, die mit Menschen verbunden sind, welche gegen tabakbedingten Lungenkrebs widerstandsfähig erscheinen oder ein hohes Risiko für diese Erkrankung haben.“

Ein innovativer Ansatz: Moderne Sequenzierung und künstliche Intelligenz

Frühere Erkenntnisse zeigen, dass manche Raucher Krebs entwickeln und andere nicht. Pérez erläutert: „Es ist allgemein bekannt, dass einige Menschen trotz hohen Alters und starken Rauchens keinen Lungenkrebs entwickeln. Leider begegnen wir Onkologen auch häufig Rauchern, bei denen diese Krankheit jung diagnostiziert wurde. Obwohl es sehr wichtig ist, die Gründe dafür zu verstehen, wurde dies bisher nie aus genetischer Sicht untersucht.“

Die Studie wurde durchgeführt mit:

• Proben von 133 starken Rauchern mit einem Durchschnittsalter von 80 Jahren, die keinen Lungenkrebs entwickelt hatten, und
• Proben von 116 starken Rauchern mit einem Durchschnittsalter von 50 Jahren, die Lungenkrebs entwickelt hatten. Ihre DNA wurde für die Untersuchung verwendet.

Diese DNA wurde mit Next-Generation-Sequencing (NGS) analysiert. Die Ergebnisse wurden gemeinsam mit dem Zentrum für angewandte medizinische Forschung und der Ingenieurschule der Universität Navarra mit bioinformatischen Verfahren und Systemen künstlicher Intelligenz ausgewertet.

Auf die Frage, wie diese Methodik andere Untersuchungen in dieser Richtung unterstützen könnte, sagte Patiño: „Das eigentlich Neue dieser Untersuchung ist ihr Ansatz. Sie beruht auf Extremgruppen, die durch das Alter bei der Lungenkrebsdiagnose und die Rauchmenge bestimmt werden. Dieses vergleichende Design wird als extreme Phänotypen bezeichnet. Sein wichtigstes und zugleich am stärksten begrenzendes Merkmal ist die sorgfältige Auswahl von Fällen und Kontrollen. Mit den heutigen NGS-Technologien erhalten wir eindeutig Daten in einer Menge und Qualität, die vor Jahren unerreichbar gewesen wäre.“

Zur Rolle von Bioinformatik und künstlicher Intelligenz erklärte Patiño, dass es sich um recht neue Verfahren handle. „Diese Technologien gehören inzwischen zu den Strategien, mit denen Krebs verstanden, erkannt und sogar behandelt wird. Dieser Ansatz dient dazu, Unterschiede zwischen Menschen in der Klinik zu verstehen, das Therapieansprechen vorherzusagen und Behandlungsentscheidungen zu treffen“, sagte sie.

Genetische Unterschiede bestimmen

Die Untersuchung zeigte, wie unterschiedliche genetische Faktoren das Lungenkrebsrisiko beeinflussen. Das Vorhandensein bestimmter Gene kann das Risiko unter Rauchern erhöhen oder senken. Diese Erkenntnisse könnten für eine frühere Diagnose oder sogar individuell angepasste Behandlungsstrategien genutzt werden.

Nach den Ergebnissen der Studie:

• Unterschieden sich beide Gruppen genetisch.
• Fanden sich diese Unterschiede in Genen, die mit dem
  • Immunsystem zusammenhängen (HLA-System),
  • in Genen für funktionelle Signalwege, die bei der Tumorentwicklung häufig verändert sind, und
  • in Genen, die mit der Zellbewegung zusammenhängen.
• Die entdeckten genetischen Merkmale liegen in Genen mit Funktionen, die mit der Krebsentwicklung verbunden sind, etwa Immunantwort, Reparatur genetischen Materials und Regulation von Entzündungen.

Frühere Diagnose: Ergebnisse und klinische Anwendung

Diese Studie könnte ein wichtiger Schritt bei Diagnose und Behandlung von Lungenkrebs sein. Das Verständnis genetischer Profile könnte Ärzten die nötigen Informationen geben, um früher und wirksamer zu behandeln.

Die nächsten Schritte: Bestehende Probleme und neue Verfahren

Die Untersuchung könnte künftige Studien anleiten. Um Risikopatienten besser zu verstehen und zu behandeln, müssen bestehende Technologien und Methoden weiterentwickelt werden. Das Verständnis genetischer Unterschiede könnte neue Wege eröffnen, diese Krankheit wirksamer zu behandeln oder sogar zu verhindern.

Fazit

Die Untersuchung verdeutlicht, wie genetische Profile von Rauchern das Lungenkrebsrisiko beeinflussen. Ihre Ergebnisse könnten eine frühere Diagnose und Behandlung unterstützen, künftige Studien lenken und helfen, Patienten besser zu verstehen, zu behandeln und sogar zu schützen. Dies könnte ein wichtiger Schritt im Kampf gegen Lungenkrebs sein.

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Weiterführende Informationen: Entdeckte genetische Unterschiede und ihr Einfluss auf das Krebsrisiko

Fallgruppe (Durchschnittsalter 50 Jahre, starke Raucher mit Lungenkrebs):

• HLA-A: 4 Varianten (genetische Veränderungen) mit einer Funktion bei der Antigenpräsentation. Dieses Gen spielt eine wichtige Rolle in der Immunantwort.
• ADAMTS7: 2 Varianten mit einer Metalloproteinasefunktion. Das Gen ist an der Regulation von Gewebe- und Zellstrukturen beteiligt.
• SPINK5: 2 Varianten mit einer tumorsuppressiven Funktion. Dieses Gen könnte helfen, das Wachstum und die Ausbreitung von Krebszellen zu verhindern.
• REXO4: 2 Varianten mit einer DNA-Reparaturfunktion. Das Gen ist an der Reparatur beschädigter DNA beteiligt.

Kontrollgruppe (Durchschnittsalter 80 Jahre, starke Raucher ohne Lungenkrebs)

• PLIN4: 2 Varianten mit einer Funktion im Lipidtröpfchenstoffwechsel. Das Gen spielt eine Rolle bei Energiespeicherung und Stoffwechsel.
• ZNF214: 2 Varianten mit einer transkriptionsregulatorischen Funktion. Das Gen beeinflusst die Genexpression.
• KRT18: 1 Variante mit einer Funktion als Ras-aktiviertes Onkogen. Dieses Gen ist an der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs beteiligt.

Diese Varianten spiegeln die genetischen Unterschiede zwischen Erkrankten und Kontrollen wider und könnten das Krebsrisiko und die Widerstandsfähigkeit beeinflussen. Besonders das Hervortreten von Genen wie HLA-A und ADAMTS7 bei Lungenkrebspatienten sowie PLIN4 in der Kontrollgruppe deutet darauf hin, dass sie unterschiedliche krebsbezogene Signalwege beeinflussen könnten.

Diese spezifischen Varianten und Gene könnten helfen, Risikofaktoren für bestimmte Krebsarten besser zu verstehen und künftig wirksamere Behandlungs- und Präventionsstrategien zu entwickeln.