Tödlicher Hirntumor
Das Glioblastom, eine der tödlichsten Formen von Hirntumoren, könnte seine Nemesis gefunden haben. Neue Forschungen zeigen, dass der Tumor, der bekanntlich schwer zu behandeln ist, durch eine experimentelle Verbindung gestoppt werden kann.
Das Glioblastom ist eine besonders aggressive Form des Hirntumors mit einer mittleren Überlebensrate von 10-12 Monaten. (1)
Ein Grund, warum Glioblastome so tödlich sind, ist, dass sie aus einer Hirnzellenart namens Astrozyten entstehen.
Diese Zellen sind sternförmig, so dass sich bei der Tumorbildung Tentakel bilden, die sich nur schwer operativ entfernen lassen.
Außerdem schreiten die Tumore schnell voran. Das liegt daran, dass Astrozyten die Neuronen versorgen und die Menge an Blut, die sie erreichen, kontrollieren; wenn sich also Tumore bilden, haben sie Zugang zu einer großen Anzahl von Blutgefäßen, wodurch Krebszellen sehr schnell wachsen und sich ausbreiten können.
Ein weiterer Grund, warum Glioblastome so schwer zu behandeln sind, ist ihre hohe Rückfallquote. Dies liegt zum Teil an einer Subpopulation der im Tumor enthaltenen Zellen, den so genannten Gliom-Stammzellen (GSC) – einer Art selbstregenerierende Krebsstammzellen, die das Wachstum von Tumoren steuern.
Blockade eines Enzyms
Subhas Mukherjee, Ph.D., ein wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Pathologie an der Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago, IL, und seine Kollegen untersuchen seit einigen Jahren das Verhalten dieser Zellen.
Aufbauend auf bisherigen Forschungen haben Mukherjee und sein Team nun herausgefunden, dass diese Zellen hohe Konzentrationen eines Enzyms namens CDK5 enthalten.
Durch die Blockade dieses Enzyms zeigen die Forscher in ihrer neuen Studie, dass Glioblastome nicht mehr wachsen und die selbstregenerierenden Fähigkeiten von GSCs gehemmt werden.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Cell Reports veröffentlicht. (2)
CDK5-Hemmer stoppt Tumorwachstum
Frühere Forschungen mit einem Drosophila melanogaster Modell von Hirntumoren, die von Mukherjee und dem Team durchgeführt wurden, zeigten, dass die Stillegung des Gens, das CDK5 kodiert, die Tumorgröße und die Anzahl der GSCs verringerte.
Ein weiteres genetisches Screening beim Menschen mit Glioblastom zeigte, dass diese Menschen auch hohe Konzentrationen des Enzyms CDK5 hatten.
Mukherjee beschreibt den Forschungsprozess weiter: “Wir haben in unserem Labor Tests durchgeführt und festgestellt, dass CDK5 ein hohes Maß an Stammzellen fördert, so dass sie sich ausbreiten und mehr wachsen”.
“Wir isolierten die Zellen, die am “stammartigsten” waren, und fanden heraus, dass sie einen hohen Anteil an CDK5 aufwiesen, verglichen mit denen, die weniger stammartig waren.”
Als nächstes wendeten die Forscher einen CDK5-Inhibitor auf menschliche Glioblastomzellen an. Dies verhinderte das Wachstum der Tumore und führte dazu, dass die GSCs einen Teil ihres Stammes verloren, wodurch es für sie schwieriger wurde, sich zu regenerieren.
Die Forscher testeten auch die Wirksamkeit dieses Enzym-Blockers an den drei Hauptsubtypen des Glioblastoms: den neuronalen, klassischen und mesenchymalen Subtypen.
Bei diesen Subtypen konnte gezeigt werden, dass sie niedrigere CDK5-Werte aufweisen, so dass dieser neue Ansatz Patienten mit mesenchymalem Glioblastom in Zukunft möglicherweise nicht mehr so signifikant zugute kommen wird.
Neuer Wirkstoff kann den Tumorrückfall stoppen
Mukherjee kommentiert, wie seine und die Erkenntnisse seines Teams die therapeutische Praxis bei der Behandlung des Glioblastoms verändern können:
“Die Sterblichkeitsrate beim Glioblastom hat sich in den letzten 30 Jahren nur mäßig verändert”, sagt er. “Das aktuelle Medikament, Temozolomid, ist nicht sehr wirksam, wenn der Tumor wieder auftritt – und eines der Hauptprobleme bei Glioblastomen ist, dass sie zurückkommen.”
Aber die Verwendung des CDK5-Inhibitors in Kombination mit diesem Chemotherapeutikum könnte das Tumorwachstum behindern und die Rückkehr verhindern.
“Die Idee ist, die Überreste und Gliomstammzellen nach einer Chemotherapie abzutöten”, sagt Mukherjee. “Das sind die Zellen, die bestehen bleiben und ein Wiederauftreten verursachen.”
Der CDK5-Inhibitor – genannt CP681301 – kann die Blut-Hirn-Schranke überschreiten, erklärt er, und die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass die Verbindung ideal für die Entwicklung neuer Medikamente ist.
Mukherjee arbeitet bereits an der Entwicklung eines solchen Medikaments und ist zuversichtlich, dass der Prozess recht zügig ablaufen wird. “Wir werden hoffentlich in wenigen Monaten einige Modelle generieren und mit dem Testen beginnen”, sagt der Forscher.
