(jtu) Siemens-Forscher haben ein mathematisches Rechenmodell entwickelt, mit dem sich krebsauslösende Gene identifizieren lassen. Damit liefert es entscheidende Informationen für die Entwicklung passgenauer Medikamente gegen verschiedene Tumortypen.
Um den Tumor zu identifizieren, werden seit geraumer Zeit so genannte Biochips eingesetzt. Mit diesen wenige Quadratzentimeter großen Plättchen lässt sich die Krebsart anhand ihres genetischen Musters bestimmen. Sichere Hinweise auf die genetische Ursache der Erkrankung geben diese Biochip-Analysen bislang allerdings kaum. Siemens-Forscher haben deshalb ein mathematisches Modell entwickelt, das die Aktivität der einzelnen Gene zueinander in Beziehung setzt. Mithilfe dieser statistischen Rechenprozedur lassen sich jene Gene dingfest machen, die wahrscheinlich als Auslöser der biochemischen Fehlfunktion in Frage kommen.
Mathematisches Modell identifi- ziert Krebsauslösende Gene Bild: Siemens
"Ein solches Gen nennen wir Schlüsselgen", sagte Privatdozent Martin Stetter, Projektleiter Bioanalogue Technologies & Solutions von Siemens Corporate Technology in München. "Es beeinflusst die Aktivität anderer Gene ganz entscheidend und bestimmt so, ob die Eiweißchemie in den Körperzellen in die falsche Richtung läuft." Ist das Schlüsselgen identifiziert, können sich Pharmaunternehmen auf die Suche nach neuen Wirkstoffen machen, die exakt den Übeltäter bekämpfen. Die Mathematiker fütterten ihr Programm "GeneSim" mit einer ganzen Reihe von leuchtenden Biochipmustern verschiedener Patienten, die an bestimmten Krebsarten und speziellen Krebstypen leiden. Aus dem Vergleich dieser Muster extrahiert das Programm schließlich die Schlüsselgene und den Wirkungsmechanismus der Gene - den so genannten Genpfad.
Das Ergebnis ist eine Reihe von mehr oder weniger plausiblen Gen-Abhängigkeiten, die die für bestimmte Krebstypen charakteristischen Fluoreszenz-Muster besser oder schlechter erklären. Zu einem ersten Durchbruch haben diese virtuellen Experimente bereits geführt: Die Forscher identifizierten ein Schlüsselgen, das eine spezielle Form der Leukämie auslöst.
Hat GeneSim die Muster erst einmal verstanden, kann es mit den Daten jonglieren. "Wir können zum Beispiel die Gabe von Medikamenten simulieren, die das Schlüsselgen oder andere Stationen im genetischen Pfad gezielt beeinflussen", sagte Stetter. Das Programm ermittelt dann, wie sich diese lokale Änderung auf das ganze Genmuster auswirkt. "Der Idealfall wäre es, die Zelle so zu beeinflussen, dass ihr Genmuster dem einer gesunden Zelle entspricht."
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