Anwendung von Enzymen in der Krankheitsdiagnostik

Enzyme spielen eine Schlüsselrolle in den Stoffwechselaktivitäten aller Organismen – ob Mensch, Tier, Pflanze oder Mikroorganismus. Enzyme finden ein breites Anwendungsspektrum in der mikrobiellen Biotechnologie sowie in diagnostischen Verfahren. Störungen des Enzymstoffwechselsystems führen zu zahlreichen Stoffwechselerkrankungen. Studien zeigen, dass viele Erkrankungen mit verschiedenen Komponenten des Enzymstoffwechselsystems in Zusammenhang stehen und Enzyme daher in der klinischen Diagnostik breit als spezifische Krankheitsmarker eingesetzt werden. In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich Forschende verstärkt auf Enzyme wie Kreatinkinase MB, Alanin-Aminotransferase, Aspartat-Aminotransferase, saure Phosphatase, alkalische Phosphatase usw. für klinische Anwendungen konzentriert. Enzyme sind bevorzugte Marker in unterschiedlichen Krankheitsbildern wie Myokardinfarkt, Ikterus, Pankreatitis, Krebs, neurodegenerativen Erkrankungen usw. Sie liefern Einblicke in den Krankheitsprozess durch Diagnostik, Prognose und die Beurteilung des Therapieansprechens.

Knochenerkrankungen, Autoimmun- und entzündliche Erkrankungen

Anwendung von Enzymen in der Krankheitsdiagnostik

Die alkalische Phosphatase (ALP) korreliert mit der Rate des Knochenwachstums. Ein Anstieg des Serum-ALP-Spiegels weist auf eine erhöhte osteoblastische Aktivität bzw. eine aktive Knochenneubildung hin, wie z. B. bei Morbus Paget oder rheumatoider Arthritis. Weitere pathologische Zustände, die zu erhöhten ALP-Werten führen können, sind Rachitis, Osteomalazie, Hyperthyreose und Hyperparathyreoidismus. Der Cathepsin-D-Spiegel steigt mit dem Fortschreiten der rheumatoiden Arthritis signifikant an. Die Serumspiegel von Lysozym sind bei Patientinnen und Patienten mit rheumatoider Arthritis erhöht und dienen als Indikator für die Monozyten-/Makrophagenaktivität. Gelatinase B (Matrix-Metalloproteinase-9, MMP-9) ist an einer Vielzahl pathologischer Prozesse beteiligt, die bei Autoimmunerkrankungen auftreten. Humanes MMP-9 ist ein Markerenzym für rheumatoide Arthritis. MMP-9 spielt eine Rolle in der Pathogenese des systemischen Lupus erythematodes. Der Nachweis von Leukozytenesterase in der Synovialflüssigkeit ist eine äußerst wertvolle Ergänzung des diagnostischen Instrumentariums für die Diagnose periprothetischer Gelenkinfektionen. Die tartratresistente saure Phosphatase (TRAP) findet sich in Osteoklasten und wird während der Knochenresorption in den Kreislauf freigesetzt. TRAP-Spiegel sind bei rheumatoider Arthritis, Osteoporose und metabolischen Knochenerkrankungen erhöht.

Krebs

Der Spiegel der sauren Phosphatase (ACP) in der männlichen Prostata ist 100‑fach höher als in jedem anderen Körpergewebe. Die prostataspezifische saure Phosphatase (PAP) wird von Prostatakarzinomzellen stark exprimiert, insbesondere bei Knochenmetastasen. Die abnorme Expression genetisch unterschiedlicher Isoenzyme der alkalischen Phosphatase (ALP) ist für das Monitoring von Krebserkrankungen wertvoll, insbesondere bei Keimzelltumoren. Erhöhte Spiegel der Alanin-Aminotransferase (ALT) sind zudem mit einem erhöhten Risiko für ein hepatozelluläres Karzinom assoziiert. Cathepsin D im Brustgewebe kann zur Vorhersage von Patientinnen mit Brustkrebs beitragen, die ein Risiko für ein frühes Rezidiv haben. Eine erhöhte Expression von Cystein-Cathepsinen (CCs) wurde in vielen humanen Tumoren nachgewiesen, darunter Brust, Ovar, Zervix uteri, Lunge, Gehirn, Gastrointestinaltrakt, Kopf, Hals sowie Melanom. Die Expression der Cyclooxygenase‑2 (COX‑2) ist ein frühes Ereignis in der Tumorigenese und spielt eine Rolle bei der Tumorprogression. Eine Überexpression der Glucose‑6‑Phosphat-Dehydrogenase (G6PD) steht in engem Zusammenhang mit der Progression des Magenkarzinoms und könnte als unabhängiger Prädiktor der Prognose beim Magenkarzinom angesehen werden.

Diabetes

Neben konventionellen Risikofaktoren wie Alter, Diabetes und weiblichem Geschlecht können höhere Spiegel der alkalischen Phosphatase (ALP) als Risikofaktor betrachtet werden, der bei Patientinnen und Patienten mit nichtalkoholischer Steatohepatitis (NASH) und Typ‑2‑Diabetes mit einer Leberfibrose assoziiert ist.

Lebererkrankungen

Ein erhöhter Serumspiegel der Alanin-Aminotransferase (ALT) weist auf eine schwere Lebererkrankung hin, in der Regel eine Virushepatitis oder toxische Lebernekrose. Ein Anstieg des Serumspiegels der alkalischen Phosphatase (ALP) weist bei hepatobiliären Erkrankungen auf eine erhöhte hepatozytäre Aktivität hin. Ein signifikanter Anstieg des Serumspiegels (10‑ bis 100‑fach über dem Normalwert) der Aspartat-Aminotransferase (AST) weist auf eine schwere Schädigung der Leber (Virushepatitis oder toxische Lebernekrose) oder der Herzmuskelzellen (Myokardinfarkt) hin. Hepatobiliäre Erkrankungen sind die vorherrschende Ursache einer erhöhten Serumaktivität der Gamma-Glutamyltransferase (GGT). Erhöhungen sind mit allen Formen primärer und sekundärer hepatobiliärer Störungen assoziiert.

Zahnerkrankungen

Parodontalerkrankungen gehören zu den häufigsten entzündlichen Erkrankungen der Mundhöhle und sind durch eine fortschreitende Zerstörung des Alveolarknochens und der die Zähne umgebenden Weichgewebe gekennzeichnet. In der gingivalen Sulkusflüssigkeit erkrankter Stellen werden höhere Spiegel der Aspartat-Aminotransferase (AST) festgestellt. Der Zusammenhang zwischen AST-Spiegeln im Speichel und in der gingivalen Sulkusflüssigkeit (GCF) mit dem Fortschreiten parodontaler Erkrankungen wurde bei einer großen Zahl von Patientinnen und Patienten untersucht.

Schizophrenie

Butyrylcholinesterase (BChE) ist ein Enzym, das aufgrund seiner mutmaßlichen Rolle bei neurodegenerativen und neuropsychiatrischen Erkrankungen untersucht wurde. Patientinnen und Patienten mit Schizophrenie weisen eine höhere BChE-Aktivität im Plasma auf als Kontrollpersonen.

Zugehörige Dienstleistungen

Industrielle Enzymproduktion

Zugehörige Produkte

Enzyme für Diagnostik und Bioanalyse

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