Neues nicht invasives Verfahren ermöglicht Entdeckung von Darmkrebs anhand von VOC

Forscher der Universität Alicante (UA) und des Institute for Health and Biomedical Research (ISABIAL) des Alicante General University Hospital (Spanien) haben eine neue nicht invasive Methode zur Diagnose und Prävention von Darmkrebs entwickelt. Dabei werden flüchtige organische Verbindungen (VOC) in Stuhlproben analysiert. Im Verlaufe dieses Projektes haben die Wissenschaftler drei Biomarker entdeckt, die mit Kolorektalkrebs in Zusammenhang stehen.

„Als wir vor vier oder fünf Jahren mit den Untersuchungen begonnen haben, stellten wir uns die Frage, ob eine Person mit Darmkrebs oder kolorektalen Polypen eine flüchtige organische Verbindung produziert, die mit unseren leistungsstarken chemischen Analysegeräten nachgewiesen werden kann“, so Antonio Canals, Leiter dieser UA-Forschungsgruppe.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die von ihnen entwickelte Technologie sich tatsächlich für die Diagnose und Prävention von Darmkrebs einsetzen lässt. Zu diesem Zweck wurden Stuhlproben von Patienten mit Kolorektalkarzinom, von Patienten mit adenomatösen Polypen (Prä-Tumor-Stadium) und von gesunden Probanden genommen.

Im Vergleich zu fäkalen immunchemischen Tests (FIT) kann das von der UA und dem Alicante Hospital entwickelte Verfahren neben der Extraktion, Identifizierung und Quantifizierung chemischer Verbindungen in Stuhlproben „empfindlicher sein, das heißt kranke Patienten effektiver diagnostizieren“, erklärt Miren Alustiza, die die Untersuchungen im Rahmen ihrer Doktorarbeit durchgeführt hat.

Chemische Komponenten

„Wir stellten fest, dass drei chemische Verbindungen – p-Kresol, 1H-Indol und 3(4H)-Dibenzofuranon – in beiden Kohorten (gesunde bzw. kranke Probanden) vorhanden waren, jedoch mit unterschiedlichen Niveaus“, erklärt Canals.

Alustiza und Lorena Vidal, ebenfalls ein Mitglied der Forschungsgruppe, betonen, dass Patienten mit Darmkrebs im Vergleich zu gesunden Probanden höhere p-Kresol- und 3(4H)-Dibenzofuranon-Konzentrationen und geringere 1H-Indol-Konzentrationen aufwiesen.

„Wir wissen nicht genau, warum die Konzentrationen beider flüchtiger Verbindungen bei Darmkrebspatienten höher waren als bei gesunden Probanden, aber zwei Möglichkeiten werden in Betracht gezogen“, erklärt Rodrigo Jover, Leiter der Abteilung für Verdauungskrankheiten des Alicante General Hospital. Er war ebenfalls an der Studie beteiligt.

„Eine Möglichkeit besteht darin, dass der Tumor selbst Substanzen absondert, die die Konzentrationen dieser Verbindungen erhöhen, und die andere darin, dass diese Zunahme bestimmter flüchtiger Verbindungen mit Unterschieden der Mikrobiota zwischen Krebspatienten und gesunden Probanden zusammenhängt“, so Jover. „Letzteres ist wahrscheinlicher, aber wir wissen es nicht.“

Alustiza zufolge ist „p-Kresol eine Verbindung, die durch den mikrobiellen Abbau aromatischer Aminosäuren wie Tyrosin oder Phenylalanin erzeugt wird. Eine mögliche Hypothese ist, dass dies auf Veränderungen in der Bakterienflora zurückzuführen sein könnte und dass diese Patienten eine Zunahme von p-Kresol produzierenden Bakterien aufweisen“, erklärt sie.

„Überschüssiges p-Kresol kann durch eine geringe Absorption aromatischer Aminosäuren, eine sehr proteinreiche Ernährung oder eine genetische Veranlagung für eine Art von Krebs, Entzündungen oder Veränderungen der Mikrobiota verursacht werden“, betont Lorena Vidal.

In Bezug auf 3(4H)-Dibenzofuranon merkt Vidal an, dass ein weiterer innovativer Aspekt des von der UA und dem Alicante Hospital entwickelten Systems darin besteht, dass diese Verbindung (erzeugt durch p-Kresol-Oxidation und mit krebserzeugenden Wirkungen) bisher nicht als potenzieller Biomarker im Zusammenhang mit Darmkrebs oder bei Patienten mit diesem Tumor identifiziert wurde.

Die neue, benutzerfreundliche Methode müsse nun perfektioniert und die Ergebnisse in anderen Patientenkohorten validiert werden, schreiben die Wissenschaftler. Sie könne bereits bestehende Strategien zur Prävention und Diagnose von Darmkrebs ergänzen.