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Einleitung: Die Aussagekraft von PSA in der Primärdiagnostik des Prostatakarzinoms (PCa) ist charakterisiert von einer hohen Sensitivität, kombiniert mit einer niedrigen Spezifität. Dies führt zu den bekannten Konsequenzen von einer hohen Zahl an Biopsieprozeduren mit tumorfreier histologischer Begutachtung und einer psychischen Belastung der Patienten. Die Suche nach klinisch einsetzbaren Biomarkern mit einer hohen Spezifität ist weiterhin eine drängende Aufgabe.

Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind ubiquitär in einer hohen Zahl im Plasma vorhanden. Sie erfüllen wichtige Aufgaben der Zell-Zell Kommunikation durch die in ihnen transportierten Faktoren. Bei einer malignen Erkrankung ist ihre Zahl bis zu 10-fach erhöht (1010/ml). EVs enthalten Komponenten wie Zytokine, Chemokine, Nukleinsäuren (miRNAs), Proteine aber auch funktionell aktive Proteasen. Die starke erhöhte Konzentration von EVs bei einer malignen Erkrankung wird mit einer Reaktion des angeborenen Immunsystems (Tumorsuppression) in Verbindung gebracht.

Methode: Wir benutzen eine Amplifikationsfreie, aktivitätsbasierte Proteasebestimmung in ihrer nativen Umgebung mittels selektiver Peptidsubstrate. Die Detektionsschwelle liegt bei dieser Technik noch unter den konventionellen, ELISA-basierten Testsystemen, die lediglich die reine Proteinkonzentration messen.

Ergebnisse: In ersten Anwendungsversuchen mit einem noch nicht für das Prostatakarzinom adaptierten Set von 15 Proteasen konnten wir in einem Vergleich von gesunden Probanden und histologisch gesicherten Prostatakarzinomen eine perfekte Klassifikation erreichen (AUC=1,0). Zur Adaption des Aktivitäts-basierten Testverfahrens etablieren wir selektive Peptidsubstrate speziell für PCa-assoziierte Proteasen: Elastase 2, PSA, uPA und Cathepsin D. Wir erwarten über die reine Diagnostik hinaus eine verbesserte Aussagekraft zum Malignitätsgrading des PCa.

Schlussfolgerung: Durch Anwendung der etablierten LabDisk Technologie soll langfristig eine point-of-care Anwendung entwickelt werden, die das Protease Aktivitäts-basierte Testverfahren in der Primärdiagnostik des PCa breit zugänglich machen kann.