Blutzellen entstehen im Knochenmark aus Stammzellen. Sie entwickeln sich in mehreren Zwischenschritten über Vorläuferzellen zu Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Thrombozyten (Blutplättchen) und Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Bei der Ausbildung zu den weißen Blutzellen kann es zu einer Störung der Erbsubstanz durch Mutationen einzelner Gene und/oder Veränderungen von Chromosomen kommen, die zu einer Leukämie führt. Diese Veränderungen sind in der Regel nicht erblich bedingt, sondern entstehen im Laufe des Lebens zufällig.

Kommt es zu einer solchen Störung, teilt sich die fehlerhafte Vorläuferzelle zu schnell und reift unter Umständen nicht richtig aus. Im Knochenmark entstehen dann viele unreife weiße Blutzellen, die meist nicht funktionstüchtig sind. Diese kranken Zellen verdrängen zunehmend die gesunden funktionsfähigen Zellen. Die Leukämiezellen können vom Knochenmark ins Blut gelangen und sich im Körper verteilen. So unfertig können sie jedoch nicht ihre eigentlichen Aufgaben übernehmen.

Um abzuklären, ob es sich um eine Leukämie handelt, kann der Arzt zusätzlich zu einer körperlichen Untersuchung eine Blutanalyse anordnen. Mit dieser Analyse ist es möglich, genau zu bestimmen, ob die Zahl der Blutkörperchen verändert ist und ob es veränderte Zellen im Blut gibt. Hierfür nimmt der Arzt eine Knochenmarkspunktion vor und lässt das entnommene Gewebe im Labor untersuchen. Eine Knochenmarkpunktion erfordert in der Regel eine örtliche Betäubung. Besteht der Verdacht auf eine akute lymphatische Leukämie (ALL) kann zusätzlich eine Untersuchung der Rückenmarksflüssigkeit auf einen Befall durch leukämische Zellen notwendig sein. Sprechen die Symptome hingegen für eine chronische lymphatische Leukämie (CLL) kann mit Hilfe einer feingeweblichen Untersuchung eines zuvor entfernten Lymphknotens geklärt werden, ob die Erkrankung vorliegt. In der Regel kann die Diagnose allein aus dem Blut gestellt werden.

Die genaue Analyse des Blutes oder des Gewebes erfolgt an der UMG im Zentrum für hämatologische Neoplasien im Spezialdiagnostiklabor für Individuelle Genomdiagnostik für Hämatologie und Onkologie (INDIGHO). Hier kommen modernste zytogenetische und molekulargenetische Verfahren zum Einsatz, mit denen die Mutationen bzw. Chromosomenveränderung bei Blutkrebserkrankungen verlässlich erfasst werden. Ausschlaggebend für die Wahl der Behandlungsverfahren sind die Ergebnisse der Blut- und Knochenmarksuntersuchungen. Dank der modernen Laborverfahren ist es heute möglich, die verschiedenen Leukämieformen (AML, ALL, CML, MDS und CLL) soweit zu kategorisieren und aufzuschlüsseln, dass sich anhand der genetischen Befunde und der exakten Zuordnung der Erkrankung bessere Vorhersagen zum weiteren Krankheitsverlauf und zur Prognose treffen lassen. Besonders die Zuordnung des genauen Leukämietyps, speziell der genetischen Veränderungen durch das Labor, ist somit entscheidend für eine gezielte Behandlung, die individuell auf den Patienten und seine Krankheitsgeschichte abgestimmt ist. Auch die Überwachung der Erkrankung erfährt eine immer bedeutendere Rolle. So ist es heutzutage möglich, anhand eines „genetischen Steckbriefes“ der Leukämie-Zellklone aus dem Blut der Patienten, den Erfolg der Therapie engmaschig zu kontrollieren ohne wiederholte Knochenmarkspunktionen durchzuführen.

Ein zentraler Bestandteil der Behandlung von Leukämien ist die Chemotherapie, manchmal auch eine Strahlentherapie. Wenn eine Heilung erreichbar scheint, ist es das Ziel, die Tumorzellen vollständig zu zerstören. Wenn eine Heilung nicht möglich ist, sollen die Leukämiezellen zurückgedrängt werden, um eine gute Lebensqualität zu erreichen. Zunehmend werden auch Behandlungsmethoden eingesetzt, die genau auf den genetischen Defekt abzielen und nur Leukämiezellen abtöten (sog. "targeted“ Therapie). Diese Therapie wird bereits sehr erfolgreich bei der Behandlung der CML und CLL eingesetzt und hat die Heilungsraten der AML und ALL verbessert. Der Einsatz des Immunsystems gegen Leukämien hat ebenfalls zu deutlichen Verbesserungen der Behandlung geführt. Dabei werden die bösartigen Zellen mit Antikörpern angegriffen und dem Immunsystem zum Angriff markiert. Zusätzlich können diese Antikörper mit Zellgiften gegen die Tumorzellen ausgestattet sein oder radioaktiv strahlende Partikel an diese heften, um die Tumorzellen abzutöten. Es wurden auch Antikörperkonstrukte entwickelt, welche eine Verbindung zwischen den Tumorzellen und sog. Killer-Zellen des Immunsystems herstellen, sodass ein Angriff des Immunsystems herbeigeführt wird. Eine weitere spannende Entwicklung stellt die relativ junge CAR-T-Zelltherapie dar. Bei dieser Methode werden Abwehrzellen des Immunsystems der Patienten (T-Lymphozyten) aus dem Blut gewonnen und gentechnisch im Labor mit einem „chimeric antigen receptor" (CAR) modifiziert. Dadurch werden die T-Zellen des Patienten aktiv und richten sich nach Rückübertragung in den Patienten gegen die Tumorzellen.

Sind alle diese Behandlungsmöglichkeiten nicht erfolgreich oder aussichtsreich, um die erkrankten Zellen nachhaltig zu zerstören, kann eine Blutstammzelltransplantation notwendig sein. Um möglichst viele Leukämiezellen abzutöten, erhält der Patient dabei zunächst eine starke Chemotherapie, bei der nahezu alle blutbildenden und Immunzellen vernichtet werden. Mit Hilfe der Stammzellspende wird dann ein neues blutbildendes System und damit ein neues Immunsystem aufgebaut. Damit ein Spender in Frage kommt, müssen die wesentlichen Gewebemerkmale des Spenders (HLA-Merkmale) und des Patienten übereinstimmen. Ansonsten kann es zu Abstoßungsreaktionen des Immunsystems kommen. Am häufigsten werden die Blutstammzellen aus dem Blut der Spender gewonnen (sog. periphere Blutstammzelltransplantation). Die Blutstammzelltransplantationen sind meistens erfolgreich und die Spender werden zu echten Lebensrettern.