Urin-Biomarker könnten nicht invasive Diagnose des Nierenzellkarzinoms ermöglichen

Wiener Forschende haben drei Proteine im Urin identifiziert, die eine Erkennung des klarzelligen Nierenzellkarzinoms ermöglichen könnten. Das Potenzial des sogenannten „UrineScore“ für eine nicht invasive, klinische Diagnostik soll nun in größeren Studien weiter untersucht werden.

Ein Forschungsteam unter Beteiligung der Medizinischen Universität Wien und des Instituts für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften entwickelte aus den drei Biomarkern einen sogenannten „UrineScore“. Dieser konnte Patient:innen mit dieser häufigsten Form von Nierenkrebs mit hoher Trennschärfe von gesunden Kontrollpersonen unterscheiden. Die im Fachjournal „EMBO Molecular Medicine“ publizierten Ergebnisse stellen einen wichtigen Schritt in Richtung einer leicht zugänglichen, urinbasierten Diagnostik dar.

Bislang keine etablierten Biomarker

Das klarzellige Nierenzellkarzinom (clear cell renal cell carcinoma, ccRCC) macht rund 80 Prozent der Nierenzellkarzinome aus. Bislang stehen keine etablierten molekularen Biomarker für ein rasches, nicht invasives Screening zur Verfügung. Die Erkrankung wird daher häufig zufällig bei bildgebenden Untersuchungen entdeckt oder erst dann diagnostiziert, wenn bereits Symptome aufgetreten sind – oft in einem fortgeschrittenen Stadium, das mit einer deutlich schlechteren Prognose verbunden ist.

Für die aktuelle Studie untersuchte das Forschungsteam Urinproben mit einem Multi-Omics-Ansatz. Dabei wurden Proteine, Lipide und Stoffwechselprodukte umfassend analysiert. Die Untersuchungen zeigten charakteristische Veränderungen des Stoffwechsels bei Patient:innen mit klarzelligem Nierenzellkarzinom, darunter Veränderungen des Fettstoffwechsels und der mitochondrialen Stoffwechselaktivität.

Drei Proteine bilden den „UrineScore“

Besonders deutlich waren die Unterschiede bei drei Proteinen: Serum Amyloid A1 (SAA1), Haptoglobin (HP) und Lipocalin 15 (LCN15). Alle drei waren im Urin von Patient:innen mit klarzelligem Nierenzellkarzinom erhöht. Um diese Marker gezielt und rasch bestimmen zu können, entwickelten die Forschenden ein massenspektrometrisches Verfahren und fassten die Messergebnisse der drei Proteine zu einem gemeinsamen diagnostischen Wert, dem „UrineScore“, zusammen.

„Mit dem UrineScore konnten wir drei im Urin messbare Proteine zu einer gemeinsamen Signatur zusammenführen, die in zwei unabhängigen Kohorten eine hohe diagnostische Trennschärfe gezeigt hat“, sagt Letztautor Josef Penninger von der MedUni Wien. „Urin ist einfach und nicht invasiv zu gewinnen. Das macht solche Biomarker grundsätzlich besonders interessant für zukünftige diagnostische Anwendungen“, ergänzt Erstautor Gustav Jonsson, der das Projekt an MedUni Wien und IMBA durchgeführt hat.

Größere klinische Studien als nächster Schritt

Die Ergebnisse markieren einen wichtigen Schritt in Richtung einer leicht zugänglichen, urinbasierten Diagnostik. Für einen Einsatz in der klinischen Routine sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig. Insbesondere muss der UrineScore in größeren und klinisch repräsentativen Patient:innengruppen überprüft werden. Dazu zählen auch Menschen mit gutartigen Nierenveränderungen, anderen urologischen Erkrankungen oder entzündlichen Erkrankungen, die die Konzentration einzelner Proteine im Urin beeinflussen könnten.

Das derzeit verwendete Verfahren basiert auf gezielter Massenspektrometrie, wie sie an akademisch-medizinischen Zentren verfügbar ist. Die identifizierten Proteine könnten prinzipiell aber auch die Grundlage für einfachere antikörperbasierte Testverfahren bilden. Ob daraus langfristig ein für Screening oder klinische Diagnostik geeigneter Urintest entwickelt werden kann, müssen weitere Studien zeigen.