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Forschung für eine bessere Prävention und Früherkennung von Leberkrebs

Leberkrebs ist bei seiner Entdeckung für eine Heilung meist zu weit fortgeschritten. Forschung im Rahmen der Dekade gegen Krebs will helfen, den Krebs frühzeitig, möglichst schon als Vorstufe, zu erkennen und der Krebsentstehung gegenzusteuern.

Ärztinnen und Ärzte im Cartoonstil, die um eine Leber herum verschiedenen Aktivitäten (mikroskopierend, Blutprobe etc.) nachgehen. Forschende aus drei Verbünden arbeiten zuammen, um Prävention und Früherkennung von Leberkrebs zu verbessern.
Forschende aus drei Verbünden arbeiten zusammen, um Prävention und Früherkennung von Leberkrebs zu verbessern. © Adobe Stock/ivector

Rund 9.500 Menschen erkranken in Deutschland jedes Jahr an Leberkrebs, fast 8.000 versterben. Das liegt daran, dass Leberkrebs meist zu spät entdeckt wird. Im fortgeschrittenen Stadium überlebt nur etwa einer von zehn Betroffenen die ersten fünf Jahre nach der Krebsdiagnose. Wird der Krebs hingegen per Zufallsbefund früh entdeckt, ist die Prognose sehr viel besser: Dann überleben statistisch gesehen etwa die Hälfte der Erkrankten ihre Diagnose um mindestens fünf Jahre, nach einer Lebertransplantation sind es sogar um die 70 bis 80 Prozent.

Forschungsförderung für die Früherkennung und Prävention von Leberkrebs
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs das „Systemmedizinische Forschungsnetzwerk zur Früherkennung und Prävention von Leberkrebs“ (LiSyM-Krebs) mit 19,5 Millionen Euro für die erste Förderphase. Ziel der drei gemeinsamen Projekte ist es, relevante Biomarker für die Diagnose und Prävention des Hepatozellulären Karzinoms (kurz: HCC) im Frühstadium zu ermitteln.


Abgebildet ist eine schematische Darstellung der Projekte und wie sie ineinandergreifen. Die drei LiSyM-Krebs-Verbünde
So greifen die drei LiSyM-Krebs-Verbünde ineinander: SMART-NAFLD erforscht den direkten Übergang (ohne Zirrhose) von NAFLD in Leberkrebs (HCC) = Kipppunkt 1. C-TIP-HCC untersucht den Übergang von Leberzirrhose zu HCC = Kipppunkt 2 und DEEP-HCC liefert eine umfassende Charakterisierung des frühen HCC. © Dr. Marcel Schilling, DKFZ

Die drei Forschungsverbünde, die sich mit unterschiedlichem Fokus der Thematik Leberkrebs (medizinisch: HCC) widmen:

  • SMART-NAFLD
    In dem Projekt geht es um die Entwicklung von mathematischen Modellen, mit denen es möglich wird, basierend auf Markerproteinen, den Verlauf bei individuellen Patienten vorherzusagen. Ziel ist es, Patienten rechtzeitig zu identifizieren, die ein erhöhtes Risiko haben, bereits in einer nicht zirrhotischen Leber Krebs zu entwickeln. Mehr dazu

  • C-TIP-HCC
    In diesem Projekt wollen die Forschenden den Übergang von der Leberzirrhose zum Leberkrebs charakterisieren. Die entscheidenden Veränderungen zum Zeitpunkt, an dem das Geschehen in Krebs übergeht (engl. „tipping point“), werden von den Forschenden quantitativ erfasst und in mathematische Modelle integriert, die daraus eine Vorhersage des Risikos von Patientinnen und Patienten für das Entstehen von Leberkrebs ableiten. Mehr dazu
  • DEEP-HCC
    Dieser Part von LiSym-Krebs konzentriert sich auf die Charakterisierung von Leberkrebs im Frühstadium und soll spezifische Muster der Veränderungen (so genannte Signaturen) bei Leberkrebs aufdecken. Es ist wichtig, die Leberkrebsentstehung besser zu verstehen, um geeignete Biomarker und eine verbesserte Diagnose für die Früherkennung und Prävention von Leberkrebs zu entwickeln. Mehr dazu

Die drei Projekte greifen ineinander und verwenden allesamt einen integrativen systemmedizinischen Ansatz, bei dem die Kommunikation der Leberzellen, Veränderungen im Stoffwechsel und der Signaltransduktion sowie das Wechselspiel mit dem Umgebungsmilieu untersucht werden.

Was ist Systemmedizin

Während die klassischen Methoden der Biologie detaillierte Erkenntnisse über einzelne Moleküle oder Zellen aufdecken, bedienen sich systemmedizinische Ansätze unterschiedlicher Methoden aus insbesondere Biologie, Mathematik und Informatik und fügen die vielen Einzelerkenntnisse zu einem Gesamtbild zusammen. Dabei helfen mathematische Modelle.

Sie schaffen Einblicke in komplexe Prozesse in einem Organismus — denn Zellen, Gewebe oder Organe arbeiten nie isoliert, sondern stehen untereinander in Beziehung.

In einem Wechselspiel aus Laborexperiment und mathematischem Modellieren erlangen Forschende in der Systemmedizin immer mehr Verständnis für die Dynamik und Zusammenhänge von Lebens- und Krankheitsprozessen. Daraus gezogene Schlüsse (Hypothesen) können sie durch erneute Experimente und Modellvorhersagen verifizieren, verwerfen oder anpassen und sich so der Realität immer weiter annähern.

Dafür entwickeln mathematische und bioinformatische Fachleute Modelle auf Grundlage von im Labor erhobenen Daten, die das Erkennen des genauen Zeitpunktes, an dem der Leberkrebs entsteht (auch Kipppunkt genannt, engl.: Tipping Points), anhand der Messung entscheidender Veränderungen ermöglichen.

In den Verbünden arbeiten Expertinnen und Experten verschiedener Disziplinen zusammen:

  • Ärztinnen und Ärzte stellen Patientenproben und klinische Daten bereit.
  • Experimentatoren aus Zell- und Molekularbiologie sowie klinisch Forschende erheben mittels Spitzentechnologien zeit- und dosisaufgelöste experimentelle Daten.
  • Mathematiker, Physiker und Bioinformatiker erstellen anhand dieser Daten mathematische Modelle, mit deren Hilfe Menschen mit einem hohen Risiko für ein Leberkarzinom frühzeitig identifiziert werden sollen.

LiSyM-Krebs baut auf erfolgreiche BMBF-Vorgängerprogramme auf
Die drei Verbünde in LiSym-Krebs setzen auf den erfolgreich abgeschlossenen Forschungsaktivitäten der BMBF-Vorgängerprogramme auf (s. Weitere Informationen). Diese haben einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung verschiedener im Körper ablaufender Prozesse der gesunden und kranken Leber bei ihrer Verfettung, Entzündung und Regeneration geleistet.

Mit Hilfe des systembiologischen und systemmedizinischen Forschungsansatzes konnten die Forschungsverbünde mathematische Modelle entwickeln, mit denen Prozesse auf molekularer, zellulärer bis hin zur Gewebe-, Organ- und Systemebene dargestellt werden können. Die dort gewonnenen Erkenntnisse fließen nun in die Umsetzung der Ziele des Forschungsnetzes LiSyM-Krebs ein.

Darüber hinaus hat sich das Netzwerk das Ziel gesetzt, verlässliche, nicht-invasive Verfahren zur Diagnose sowie individualisierte Therapiemöglichkeiten zu entwickeln. Neben den Forschungsverbünden fördert das BMBF ein eigenes Programm-Management zur Steuerung des Netzwerks, sowie ein zentrales Daten-Management.

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