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Biophysiker der RUB haben gezeigt, dass sich mit der Raman-Mikroskopie Resistenzen von Tumorzellen gegen Krebsmedikamente nachweisen lassen. Sie detektiert die natürlichen Reaktionen von Zellen auf die Medikamentengabe und könnte so die Wirkung von Substanzen in präklinischen Studien bestimmen.

Über die Ergebnisse der Zellkulturexperimente berichtet das Team um Prof. Dr. Klaus Gerwert und Dr. Samir El-Mashtoly vom Lehrstuhl für Biophysik der RUB gemeinsam mit Prof. Dr. Stephan Hahn aus der Abteilung für Molekulare Gastroenterologische Onkologie der RUB in der Zeitschrift Scientific Reports vom 15. Oktober 2018.

Proteinveränderungen durch Medikamente

Für die Studie nutzten die Wissenschaftler die Wirkstoffe Erlotinib und Osimertinib, die für die Therapie von Lungenkrebs zugelassen sind. Im Lauf der Behandlung entwickeln Patienten Resistenzen gegen die Substanzen. Um die Proteinveränderungen nachzustellen, die bei einer Medikamentenresistenz auftreten, mutierten die Forscher die Proteine in kultivierten Krebszellen. Die Raman-Mikroskopie zeigte: In Zellen mit mutierten Proteinen blieben die Medikamente wirkungslos, während sie in unveränderten Krebszellen Effekte zeigten.

Solche Experimente waren bisher nicht in Zellkultur möglich, sondern mussten an Patienten durchgeführt werden. „Damit wird die Untersuchung von Resistenzen stark vereinfacht“, erklärt Klaus Gerwert. „Es wäre von großem Vorteil, wenn man bereits in präklinischen Studien voraussagen könnte, ob ein Wirkstoff Resistenzen hervorrufen kann“, ergänzt Samir El-Mashtoly.

Herkömmliche Tests funktionieren indirekt

In herkömmlichen Tests wird die Wirksamkeit von Medikamenten indirekt über Antikörper oder Marker erfasst, die an den Wirkstoff angehängt werden. „Bei diesen Verfahren wird nur die Antwort eines einzigen Proteins, nämlich des Markers, erfasst“, beschreibt Klaus Gerwert. „Die Raman-Mikroskopie hingegen basiert auf der Antwort aller Moleküle in einer Zelle.“