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Der Schatz in den Archiven: Wie konservierte Gewebeproben der Krebsmedizin zugutekommen

Montag, 26. Juni 2023

In den klinischen Archiven und Pathologien der Welt lagert eine gewaltige Ressource: Millionen von Gewebeproben, von jeglicher Krankheit zeugend, die für die molekulare und biomedizinische Forschung herangezogen werden können. Die Konservierung und lange Aufbewahrung der Proben sorgen jedoch für spezifische chemische Veränderungen des Gewebes, die die Analyse mit neuartigen Technologien wesentlich erschweren. Erkenntnisse aus diesem Probenfundus sind deshalb in der Vergangenheit oft falsch interpretiert worden.

Ein Team um Tim Steiert, Dr. Michael Forster und Prof. Dr. Andre Franke vom Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, und der Medizinischen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat nun die komplexen Konsequenzen der Konservierung ebenso wie Lösungen zum wissenschaftlichen Umgang damit in einem Übersichtsartikel zusammengefasst. Die Arbeit wurde im angesehenen Fachmagazin Nucleic Acids Research veröffentlicht.

Das Vorgehen zur Gewebelagerung wurde im späten 19. Jahrhundert entwickelt und ist noch heute die gängigste Form der Konservierung: Die Gewebeproben werden chemisch mit Formalin fixiert und in Paraffin, vergleichbar mit Kerzenwachs, eingegossen. Sie werden deshalb FFPE-Proben genannt (Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded) und bislang in der Regel für die Anfertigung dünner Gewebsschnitte und Untersuchung unter dem Mikroskop genutzt. Geschätzt wird, dass es weltweit allein 50 bis 80 Millionen FFPE-Proben von Krebs gibt - die künftig die Forschung an der genetischen Bandbreite der Tumoren im Rahmen der Präzisionsmedizin voranbringen könnten, zum Beispiel mithilfe moderner Methoden wie der Next-Generation-Sequencing-Technologie. In der Publikation hat das Team die komplexen Veränderungen der DNA durch die Konservierung beschrieben, den Effekt auf die moderne genetische Untersuchungsmethode analysiert und für manche der entstehenden Schwierigkeiten Lösungen angeboten.

„Mit unserer Grundlagenarbeit möchten wir Standards im Umgang mit FFPE-Proben einführen, um die Reproduzierbarkeit, Relevanz und Effektivität klinischer Forschung auf diesem Feld weltweit zu verbessen. Wir hoffen, dass dies in eine bessere Datenqualität in den entsprechenden Datenbanken mündet und der Forschung an zielgerichteten Therapien in der Krebsmedizin zugutekommt“, sagt Tim Steiert, Erstautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter am IKMB. „Nur wenn die Datenqualität in den klinischen Datenbanken umfassend und zugleich belastbar ist, kann die Entwicklung zielgerichteter Therapien gelingen und den Patientinnen und Patienten zugutekommen“, ergänzt Dr. Michael Forster, Letztautor und Arbeitsgruppenleiter am IKMB.

Die Arbeit ist ein Gemeinschaftsprojekt, in dem das UKSH federführend mit europäischen Partnern in den EU-geförderten Horizon-2020-Projekten „EASI-Genomics“ und „Instand-NGS4P" und mit Forschenden aus Spanien, Frankreich, Norwegen, Österreich sowie mehrerer deutscher Klinika kooperiert hat. „Unsere Studie ist ein exzellentes Beispiel, wie durch europaweite Kooperationen die Expertise vieler großer nationaler Zentren in eine Ressource mündet, von der Forscherinnen und Forscher auf der ganzen Welt in ihrer Arbeit profitieren“, sagt Prof. Dr. Andre Franke, Koautor und Direktor des IKMB.

Originalarbeit

Tim A. Steiert et. al., A critical spotlight on the paradigms of FFPE-DNA sequencing, Nucleic Acids Research, 2023;, gkad519, https://doi.org/10.1093/nar/gkad519

Pressebilder

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Dr. Michael Forster, Leiter der Arbeitsgruppe Liquid Biomarkers, Letztautor, und Tim Steiert, Erstautor des Artikels, (v. l.) vor einem modernen Sequenzierer des IKMB zur molekulargenetischen Untersuchung von Krebsproben.

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Der Schatz in den Archiven und Pathologien der Welt – in Paraffinwachs eingebettetes formalinfixiertes Gewebe (Bildmitte) und daraus gefertigte dünne Schnitte, die auf Glas-Objektträgern für Untersuchungen unter dem Mikroskop verwendet werden. Auch die Analyse dieser Präparate mittels neuartiger Technologien ist möglich, obgleich eine Herausforderung für Forscherinnen und Forscher.

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Für Rückfragen von Journalistinnen und Journalisten stehen zur Verfügung

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
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Dr. Michael Forster, Tel.: 0431 500-15136, michael.forster@uksh.de  
Tim Steiert, Tel.: 0431 500-15287, timalexander.steiert@uksh.de


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