Neue Möglichkeiten für die Präzisionsmedizin

Die Präzisionsmedizin verfolgt das Ziel, jeder Patientin und jedem Patienten möglichst die Behandlung zu ermöglichen, die bei ihrer oder seiner Erkrankung am besten wirkt. Eine wichtige Rolle spielen dabei Medikamente, die gezielt bestimmte Moleküle im Körper angreifen. Entscheidend dafür ist, ob die entsprechende Zielstruktur eines Medikaments – also das Molekül, an das ein Medikament gezielt bindet – im Körper einer Patientin oder eines Patienten tatsächlich vorhanden ist. Bislang wird dies meist anhand von Gewebeproben überprüft. Diese sind jedoch invasiv und liefern begrenzte Informationen.

Genau hier setzt die molekulare Bildgebung an: Sie ermöglicht es, solche Zielstrukturen nicht-invasiv – also ohne Verletzung von Gewebe oder Einführung von Instrumenten – im gesamten Körper sichtbar zu machen und ihren Verlauf während einer Therapie zu verfolgen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise die Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Dazu werden sogenannte Tracer eingesetzt. Dies sind schwach radioaktiv markierte Substanzen, die sich gezielt an bestimmte Moleküle im Körper binden und diese so auf den Aufnahmen sichtbar machen.

Neue Einsatzmöglichkeiten für bestehende Bildgebung

Im Rahmen der Studie verknüpfte das Forschungsteam Informationen zu mehr als 1'600 zugelassenen Medikamenten, über 700 therapeutischen Zielstrukturen, mehr als 4'000 molekularen Tracer sowie Daten zur Genaktivität von über 240'000 Patientinnen und Patienten. Daraus entstand erstmals eine umfassende Übersicht, welche bereits existierenden Bildgebungsverfahren künftig zur Auswahl und Überwachung medikamentöser Therapien eingesetzt werden könnten. Die Auswertung zeigte, dass sich rund die Hälfte dieser Zielstrukturen bereits heute bildlich darstellen lässt. Für viele weitere identifizierten die Forschenden biologisch eng verknüpfte Moleküle, die bereits mit bestehenden Bildgebungsverfahren sichtbar gemacht werden können. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass viele bereits vorhandene Verfahren künftig auch für neue Medikamente und Krankheiten genutzt werden können, ohne dass dafür neue Bildgebungsmethoden entwickelt werden müssen.

«Unser langfristiges Ziel ist es, die molekulare Bildgebung zu einem festen Bestandteil der Präzisionsmedizin zu machen», sagt Martin Walter, Titularprofessor für klinisch-medizinische Wissenschaften und Leiter der nuklearmedizinischen Forschung und Entwicklung an der Hirslanden Klinik St. Anna. «Anstatt sich ausschliesslich auf Gewebeproben oder genetische Analysen zu stützen, können wir therapeutische Zielstrukturen im gesamten Körper sichtbar machen und ihre Veränderungen während einer Behandlung verfolgen.»

Künstliche Intelligenz verbindet riesige Datenmengen

Die Grundlage der Studie bildet die Zusammenführung zahlreicher biomedizinischer Datenbanken mithilfe künstlicher Intelligenz und moderner Bioinformatik. «Erst durch den Einsatz künstlicher Intelligenz konnten wir Zusammenhänge erkennen, die mit herkömmlichen Methoden kaum auffindbar gewesen wären», sagt Dr. Xiaoying Xu, Postdoktorandin an der Universität Luzern. «Dadurch entstehen völlig neue Möglichkeiten, Medikamente, Krankheiten und molekulare Bildgebung miteinander zu verknüpfen.» Auch Dr. Vincent Taelman, ebenfalls Postdoktorand an der Universität Luzern, sieht grosses Potenzial für die klinische Anwendung: «Viele molekulare Bildgebungssonden existieren bereits heute, werden aber nur für wenige Fragestellungen genutzt. Unsere Arbeit zeigt, dass zahlreiche dieser Tracer künftig auch bei anderen Therapien eingesetzt werden könnten, ohne dass völlig neue Substanzen entwickelt werden müssen.»

Dritte Publikation der Forschungsreihe

Die Arbeit baut auf zwei früheren Studien der Forschungsgruppe auf. «The Imageable Genome» (2023) zeigte, welche Gene grundsätzlich mit molekularer Bildgebung erfasst werden können, während «The Theranostic Genome» (2024) die diagnostische Bildgebung mit zielgerichteten Therapien verknüpfte. Die aktuelle Studie erweitert diese Nutzung nun auf die Zielstrukturen bereits zugelassener Medikamente.

Langfristig sollen diese Erkenntnisse dazu beitragen, neue Medikamente effizienter zu entwickeln und Patientinnen und Patienten gezielter zu behandeln.

Forschungsteam

Die Studie wurde von Forschenden der Universität Luzern, der Hirslanden Klinik St. Anna, der Universität Genf, der Universitätsklinik Genf und internationalen Partnern durchgeführt: Xiaoying Xu, Vincent Taelman, Pablo Jané, Eduardo Jané, Rebecca A. Dumont, Yonathan Garama, Francisco Kim, María del Val Gomez, Karim Gariani, Martin A. Walter

Weiterführende Informationen
Communications Medicine, Nature Portfolio, 2026 - Repurposing Molecular Imaging to Map Drug Targets in Vivo

Diese Mitteilung wurde am 14.7.2026 von der Universität Luzern publiziert.