Wissenschaftler der Universität Heidelberg, des Universitätsklinikums Heidelberg und des Deutschen Krebsforschungszentrums entdeckten, wie Nervenzellen des Gehirns Kontakte zu den Tumorzellen des Glioblastoms knüpfen und so deren Ausbreitung befeuern. Nun ist das Team dafür von der portugiesischen BIAL Stiftung mit dem hochdotierten „BIAL Award in Biomedicine” ausgezeichnet worden. Die Wissenschaftler nahmen den Preis am 20. Februar bei einer feierlichen Ehrung in Lissabon aus den Händen des portugiesischen Gesundheitsministers entgegen.
Die Ergebnisse der Heidelberger Wissenschaftler werfen ein ganz neues Licht auf die Interaktion von Hirntumor und Nervengewebe: Gesunde Nervenzellen des Gehirns knüpfen Kontakte zu den Tumorzellen von Glioblastomen und treiben so das Wachstum dieser unheilbaren Hirntumoren voran. Für diese wegweisenden Erkenntnisse, veröffentlicht 2019 im Journal „Nature”, wird das Team um Varun Venkataramani, Frank Winkler und Thomas Kuner, die an der Medizinischen Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg forschen, am 20. Februar 2024 mit dem „BIAL Award in Biomedicine” ausgezeichnet. Der mit 300.000 Euro dotierte Preis wird alle zwei Jahre von der portugiesischen BIAL Foundation vergeben und würdigt eine wissenschaftliche Entdeckung im Bereich der Biomedizin von außergewöhnlicher Qualität und wissenschaftlicher Relevanz.
Die Heidelberger Wissenschaftler nahmen den Preis bei einer Festveranstaltung, stellvertretend für alle 29 Autoren des Artikels, aus den Händen des portugiesischen Gesundheitsministers Manuel Pizarro entgegennehmen.
Glioblastome sind höchst aggressive Tumoren des Gehirns und sind bislang unheilbar. Betroffene sterben trotz intensiver Behandlung mit Operation, Chemo- und Strahlentherapie meist innerhalb von zwei Jahren. Einen Grund dafür entdeckte das Team unter Leitung von Frank Winkler, Arbeitsgruppenleiter in der Klinischen Kooperationseinheit Neuroonkologie von Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD) und Deutschem Krebsforschungszentrum (DKFZ), bereits 2015: Die Glioblastomzellen sind untereinander durch lange Zellfortsätze verbunden und wachsen wie ein Pilzgeflecht in das gesunde Gehirn ein. Zum einen kann dieses Geflecht nicht operativ entfernen werden, zum anderen tauschen die Zellen über diese Verbindungen wichtige Stoffe aus und schützen sich so vor den Schäden durch die Therapie.
Als Kollaborateure der feindlichen Zellen enttarnte Varun Venkataramani bei seiner Forschung in den Laboren von Frank Winkler und Thomas Kuner, Leiter der Abteilung Funktionelle Neuroanatomie am Institut für Anatomie und Zellbiologie, die gesunden Nervenzellen des erkrankten Gehirns: Unter dem Elektronenmikroskop und mit anderen speziellen mikroskopischen Techniken entdeckte er, dass die Nervenzellen auf Tuchfühlung mit den Tumorzellen gehen und Zell-Zell-Kontakte, sogenannte Synapsen, ausbilden. Darüber geben sie Erregungssignale an die langen Zellfortsätze der Glioblastomzellen weiter. Dies ist eine treibende Kraft für das Tumorwachstum und das Ausschwärmen der Tumorzellen in das Hirngewebe. „Aktuell gehen wir davon aus, dass Hirnaktivität die Glioblastome in ihrer Ausbreitung unterstützt”, so Varun Venkataramani.
Ihre Untersuchungen machten die Forscher an Tumoren aus menschlichen Glioblastomzellen, die sie auf Mäuse übertragen hatten, Zellkulturen mit menschlichen Nerven- und Tumorzellen sowie Gewebeproben von Patienten. Sie nutzten dazu unter anderem eine breite Palette moderner Mikroskopietechniken, um die mikrometerkleinen Synapsen sowie die Signalübertragung an die Tumorzellen darzustellen. „Nur mit einem so großen Methodenspektrum konnten wir zeigen, dass es sich bei den Zell-Zell-Kontakten auf Seite der Nervenzellen tatsächlich um normale erregende Synapsen handelt, die genauso funktionieren und auch mit denselben Wirkstoffen gehemmt werden können”, so Thomas Kuner. „Das öffnete eine Tür in die klinische Anwendung.”
So ließ sich die Signalübertragung von Nerven- auf Tumorzellen im Tierversuch unter anderem mit einem Medikament unterbrechen, das bei Epilepsien zum Einsatz kommt. Bei Mäusen, die dieses Medikament erhielten, wuchs das Glioblastom deutlich langsamer. „An diesem Punkt sind wir nicht stehengeblieben, sondern haben zügig daran gearbeitet, eine entsprechende klinische Studie auf den Weg zu bringen. Seit Januar 2024 erhalten die ersten Patientinnen und Patienten mit wiedergekehrtem Glioblastom vor der Operation das Epilepsie-Medikament im Rahmen dieser Studie”, freut sich Frank Winkler und hofft, dass die Ergebnisse von 2019 vielleicht schon bald die Therapie von Betroffenen unterstützen können. An der Studie des UKHD und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg werden deutschlandweit bis zu 66 Patientinnen und Patienten teilnehmen.
Inzwischen mehren sich wissenschaftliche Hinweise, dass das Nervensystem auch bei anderen Krebsarten eine zentrale Rolle spielen könnte. Für die Wissenschaftler Venkataramani, Winkler und Kuner markiert die nun ausgezeichnete Arbeit darum den Grundstein eines neuen Forschungsbereichs, der „Cancer Neuroscience”, der das komplexe Zusammenspiel von Nervensystem und Krebs ergründen will. „Die Cancer Neuroscience werden zukünftig in der Krebsforschung an Bedeutung gewinnen. Wir werden zum Beispiel im Sonderforschungsbereich „UNITE GLIOBLASTOMA – Überwindung der Therapieresistenz von Glioblastomen (SFB1389)” und in weiteren geplanten Forschungsverbünden unseren Teil dazu beitragen”, so Winkler. Der SFB UNITE GLIOBLASTOMA wird von Heidelberg aus koordiniert, Sprecher ist Wolfgang Wick, Ärztlicher Direktor der Neurologischen Klinik des UKHD und Leiter der Klinischen Kooperationseinheit „Neuroonkologie” von UKHD und DKFZ.
Literatur: https://rdcu.be/bRnKb
Quelle: Pressemitteilung des UKHD
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, Interessierte und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Patientinnen und Patienten zu verbessern, betreibt das DKFZ gemeinsam mit exzellenten Universitätskliniken und Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland Translationszentren:
- Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT, 6 Standorte)
- Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK, 8 Standorte)
- Hopp-Kindertumorzentrum (KiTZ) Heidelberg
- Helmholtz-Institut für translationale Onkologie (HI-TRON) Mainz – ein Helmholtz-Institut des DKFZ
- DKFZ-Hector Krebsinstitut an der Universitätsmedizin Mannheim
- Nationales Krebspräventionszentrum (gemeinsam mit der Deutschen Krebshilfe)
Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.