Zytomik und prädiktive Medizin in der Onkologie

Abstract

150Jahre, nachdem Virchow seine fundamentale Theorie zur Cellularpathologie entwickelt hat, stehen nunmehr Techniken zur Verfügung, die eine bis dato unvorstellbar detaillierte Analyse einzelner lebender
Zellen auf der Ebene des molekularen Phänotyps erlauben. Die durch die multiparametrische Zytometrie generierte Datendichte
umfasst nicht nur Zellfunktionen im Ganzen, sondern sogar die Interaktion einzelner Proteine. Mehrere quantitative und objektive
Verfahren stehen zur Verfügung, um sowohl an Einzelzellsuspensionen als auch an Gewebsschnitten verschiedene zelluläre Parameter
zu analysieren. Neue Verfahren werden nicht nur eine quantitative und objektive Histologie ermöglichen, sondern sogar eine
blutfreie „optische“ Biopsie mit Hilfe neuer endoskopischer Techniken erlauben. Um diese Daten für die Behandlung des individuellen
Patienten nutzen zu können, sind neue Wege der Bioinformatik erforderlich, um so die Vorhersage des individuellen Krankheitsverlaufs
zu ermöglichen. Das Konzept der Zytomik greift die fundamentale Rolle der Zelle als Integral allen Lebens auf und erfasst
Krankheit von der Zelle ausgehend hin zu den subzellulären Bestandteilen (Top-down-Ansatz).
One hundred and fifty years after Virchow introduced his fundamental concept of cellular pathology, we now have tools that allow us to unravel the mechanisms of single living cells on a previously unprecedented level of
detail. By exploring the molecular cellular phenotype, multiparametric cytometry not only detects specific cellular functions
in general but also offers insights into the interaction of single subunits of proteins (e.g., growth factor receptors). Several
quantitative and objective techniques allow analysis of single-cell preparations as well as tissue sections to obtain data
on different cellular parameters. This opens the way to quantitative and objective histology, which in the future may be possible
even without blood or the need to make an incision. To use this huge amount of data for treatment decisions in an individual
patient, novel bioinformatic concepts are needed in order to predict the individual course of a disease. The concept of cytomics
centers on the cell as the integral unit of all life and explores diseases starting from the cell and going to subcellular
units (top-down analysis).