Bei etwa 40% der Menschen wird irgendwann im Laufe ihres Lebens Krebs diagnostiziert. Krebs ist eine Krankheit, die in praktisch jedem Teil des Körpers auftreten kann, und von der Menschen auf der ganzen Welt betroffen sind. Deshalb arbeiten Forscher weltweit daran, die Krankheit besser zu verstehen.

Krebs entsteht, wenn Zellen von Mutationen in ihrem Genom betroffen sind, die sie schneller wachsen lassen, als sie sollten. Dies macht Krebs zu einer Erkrankung des Genoms.

Bildnachweis: Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

Das Pan-Cancer-Projekt

An dem Pan-Cancer-Projekt waren mehr als 1300 Wissenschaftler aus 37 Ländern beteiligt. Durch die Analyse von mehr als 2600 Genomen haben sie neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krebs, einer der tödlichsten Krankheiten der Menschheit, gewonnen. Die Umfrage umfasste insgesamt 38 verschiedene Krebsarten, wodurch eine riesige Ressource an Krebsgenomen geschaffen wurde.

Mit diesem Datensatz verbessert Pan-Cancer unser grundlegendes Verständnis von Krebs erheblich: Es handelt sich um die bisher umfassendste Studie über Krebsgenome. Der Datensatz zeigt auch neue Wege für die Diagnose und Behandlung von Krebs auf.

Neue Erkenntnisse über Krebs

Frühere Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf das 1% des Genoms, welches Proteine kodiert. Im Rahmen des Pan-Cancer-Projekts wurden die restlichen 99% des Genoms, einschließlich der Schlüsselregionen, die das An- und Ausschalten von Genen steuern, wesentlich detaillierter untersucht. Damit erweiterte das Projekt die Methoden zur Analyse von Krebsgenomen und lieferte gleichzeitig wichtige neue Erkenntnisse zur Krebsbiologie und bestätigte wichtige frühere Erkenntnisse.

Einige der wichtigsten Entdeckungen des Pan-Cancer-Projekts sind:

  • Das Krebsgenom ist endlich und bekannt, aber enorm kompliziert. Durch die Kombination der Sequenzierung des gesamten Krebsgenoms mit einer Reihe von Analysewerkzeugen können die Forscher jede genetische Veränderung, die bei einem Krebs gefunden wird, alle Prozesse, die diese Mutationen hervorgerufen haben, und sogar die Reihenfolge der Schlüsselereignisse in der Lebensgeschichte eines Krebses charakterisieren.

  • Die Wissenschaftler stehen kurz davor, alle an Krebs beteiligten biologischen Pfade zu katalogisieren und sich ein vollständigeres Bild von ihren Aktionen im Genom zu machen. Bei praktisch allen analysierten Krebsarten wurde mindestens eine kausale Mutation gefunden, und es wurde festgestellt, dass die Prozesse, die Mutationen hervorrufen, äußerst vielfältig sind: von Veränderungen einzelner DNA-Buchstaben bis hin zur Neuordnung ganzer Chromosomen. Mehrere neue Regionen des Genoms, die das An- und Ausschalten von Genen steuern, wurden als Ziel von krebserzeugenden Mutationen identifiziert.

  • Mit Hilfe einer Methode der "Kohlenstoffdatierung" entdeckten die Pan-Cancer-Forscher – unter Beteiligung von Dr. Moritz Gerstung und seiner Gruppe vom Europäischen Bioinformatik-Institut (EMBL-EBI) in Hinxton, Großbritannien –, dass es möglich ist, Mutationen im Genom zu identifizieren, die Jahre oder manchmal sogar Jahrzehnte vor dem Erscheinen des Tumors aufgetreten sind. Theoretisch eröffnet dies ein Fenster der Möglichkeiten für die Krebsfrüherkennung.

  • Tumorarten können genau identifiziert werden, indem man die Muster der genetischen Veränderungen im gesamten Genom untersucht. Dies hat das Potenzial, die Diagnose des Krebses eines Patienten zu erleichtern, dessen Typ durch herkömmliche klinische Tests nicht bestimmt werden konnte. Die Kenntnis des genauen Tumortyps könnte auch dazu beitragen, die Behandlung auf bestimmte Patienten zuzuschneiden.

Weitere wissenschaftliche Ergebnisse können hier gefunden werden (Englisch).

Eine neue Datenbank für die Gemeinschaft

Zusätzlich zu den bereits gemachten Entdeckungen stattet das Pan-Cancer-Projekt Wissenschaftler mit einer umfassenden Ressource für die Krebs-Genomforschung aus. Dies beinhaltet auch die Rohdaten zur Genomsequenzierung, Software für die Krebsgenomanalyse und mehrere interaktive Webseiten, die verschiedene Aspekte der Pan-Cancer-Projektdaten untersuchen.

Das Pan-Cancer-Projekt erweiterte Methoden zur Analyse von Krebsgenomen. Die beinhaltet Methoden des Cloud-Computing – Rechenalgorithmen, die überall auf der Welt laufen können, unabhängig davon, wo und wie die Daten gespeichert sind.

Bildnachweis: Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

EMBL und das Pan-Cancer-Projekt

Das EMBL hatte eine sehr wichtige Rolle im Pan-Cancer-Projekt. Jan Korbel, der am EMBL Heidelberg arbeitet, war der Initiator und einer der Leiter des Projekts. Große Datenmengen wurden am EMBL-EBI in Hinxton, Großbritannien, gespeichert, und auch die Analyse der Daten wurde an beiden Standorten durchgeführt. Mit Experten aus verschiedenen Bereichen, die am EMBL arbeiteten, steuerte die Organisation auch Software und wissenschaftliche Expertise zur Analyse in diesem Projekt bei.

Als zwischenstaatliche Organisation fungierte das EMBL auch als Koordinator für die teilnehmenden nationalen Institute aus den Mitgliedsländern, aber auch aus anderen Teilen der Welt.

Medienkontakte

Mathias Jäger
Pressesprecher
Heidelberg, Deutschland
Email: mathias.jaeger@embl.de
Tel: +49 6221 387 8726