Frühdiagnostik subklinischer Arthritis

Entwicklung eines kombinierten Biomarkerprofils aus innovativen Bildgebungsdaten und »Liquid Biopsy«-basierten RNA-Analysen zur Frühdiagnostik subklinischer Arthritis in Risikopopulationen

Etwa 2 bis 3 Prozent der Bevölkerung in Deutschland leidet an Schuppenflechte. Die Wahrscheinlichkeit, darüber hinaus eine Psoriasis-Arthritis zu entwickeln, ist in diesem Patientenkollektiv sehr hoch: Etwa 20 bis 30 Prozent der an Schuppenflechte leidenden Patientinnen und Patienten entwickeln eine solche muskuloskelettale Systemerkrankung. Mit Fokus auf die Frühdiagnostik erster entzündlicher Veränderungen der Psoriasis-Arthritis soll im Rahmen dieses Projekts ein kombinierter Biomarker aus klinischen Daten, innovativer Bildgebung und serologischen Biomarkern entwickelt werden.

Eine frühe Diagnostik von Immunerkrankungen ist erschwert#

© Fraunhofer ITEM

Zumeist erfolgt die gezielte Therapie dieser Krankheitsbilder erst im zeitlich fortgeschrittenen Stadium, in dem bereits chronische Schäden vorliegen können. Insbesondere auch im Kontext individualisierter Therapiestrategien kommt der Frühdiagnose von Immunerkrankungen eine wesentliche Rolle zu. Erforderlich ist hierbei die Identifizierung spezifischer Merkmale früher Krankheitsformen und dies in der Kombination mehrerer Biomarker zur sensitiven Diagnostik dieser Immunerkrankungen.

Neue Methode: Innovatives Bildgebungsverfahren als möglicher Marker #

Verschiedene sensitive oder spezifische Verfahren zur Frühdiagnostik von Immunerkrankungen stehen dem behandelnden Arzt im klinischen Alltag zur Verfügung. Die Entscheidung, ob eine Erkrankung vorliegt, wird anhand der Auswertung kombinierter Aktivitätsdaten, beispielsweise aus klinischer Untersuchung und konventionellen Bildgebungsverfahren wie Röntgen oder Ultraschall, getroffen. Bei diesem Vorgehen spielt die Erfahrung des klinischen Spezialisten eine wesentliche Rolle. Die Methoden, die einen Mehrwert für die Frühdiagnostik darstellen könnten, sind beschränkt.

Neue diagnostische Methoden schließen innovative Bildgebungsverfahren zur Darstellung früher Störungen der Mikrozirkulation der Fingergelenke als Zeichen der Entzündung ein, aber auch Biomarker, die aus Plasma und Serum der Patienten gewonnen werden. Aktuell findet eine innovative Bildgebung nur selten Anwendung in der klinischen Routine.

Das Erkenntnisinteresse ist mehrschichtig#

© Fraunhofer ITEM

Neben der kombinierten Biomarkerentwicklung besteht das Erkenntnisinteresse in diesem Projekt darin, die objektive Auswertung verschiedener Bildgebungsmethoden zu optimieren. Am Ende des Projekts soll ein kombiniertes Biomarkerprofil aus Bildgebungsdaten und serologischen Daten zur Spezifizierung der Psoriasis und der Psoriasis-Arthritis sowie früher Formen der Psoriasis-Arthritis definiert sein. Dies erlaubt neben dem diagnostischen Einsatz in der klinischen Routine auch einen tieferen Einblick in die Pathogenese insbesondere auch der Übergangsformen von der Hautmanifestation zur muskuloskelettalen Beteiligung dieses spezifischen Krankheitsbilds.

Vier Kernkompetenzen beteiligter Fraunhofer-Institute werden zusammengeführt#

1. Klinische Prüfungen – Durchführung deutschlandweiter, multizentrischer Studien durch das Fraunhofer IME:

Bewertung der Wertigkeit einer innovativen Bildgebung in der Frühdiagnostik der Psoriasis-Arthritis (PsA) bei Patienten mit dermatologisch bestätigter Psoriasis vulgaris und Risiko für das Auftreten einer PsA. 

2. Biomarkersuche – Analytik von Liquid-Biopsy-Proben durch Fraunhofer ITEM und Fraunhofer IZI:

Die Analytik von Liquid-Biopsy-Proben zur Diagnostik und Biomarkersuche wird durch ein großes Repertoire an Methodik zu verschiedenen Analyten aufgebaut (Zellen, zellfreie DNA und RNAs, Exosomen).

3. Software-Entwicklung – Implementierung von Software-Modellen durch Fraunhofer FIT und Fraunhofer IGD:

Entwicklung von Software zur Darstellung und Bewertung verschiedener bildgebender Verfahren.

4. Big Data – Auswertung der Fülle an Daten durch das Fraunhofer IAIS:

Entwicklung von Auswertungsalgorithmen im Sinne von Datamining/Machine-Learning-Strategien, um Daten aus den verschiedenen Projekten zu analysieren.

Ausblick#

© Fraunhofer CIMD

Das übergeordnete Projektziel stellt die Zusammenführung aller gewonnenen Daten dar, um ein kombiniertes Biomarkerprofil aus serologischen und Bildgebungsdaten zu etablieren, das zukünftig in der Risikogruppe Anwendung finden soll. Auf diesem Weg sollen eine frühzeitige Diagnose und optimale Patientenversorgung gewährleistet werden.

Das Projekt wird in zwei inhaltlich unterschiedliche Projektpakete unterteilt, die zum Abschluss des Projekts in der Indikations-bezogenen Analyse wieder zusammengeführt werden:

  • Entwicklung eines serologischen Biomarkerprofils aus EDTA-Vollblut, Plasma und Serumproben zur Unterscheidung von Psoriasis vulgaris und Psoriasis-Arthritis sowie zur Frühdiagnostik subklinischer Arthritis am Beispiel der Psoriasis-Arthritis
  • Objektive und optimierte Auswertung der Daten, die mittels verschiedener Bildgebungsverfahren erhoben wurden