Forscher haben eine Screening-Plattform entwickelt, um das aggressive Gehirntumor Glioblastom besser zu verstehen und personalisierte Behandlungsstrategien zu entwickeln. Das Glioblastom ist schwer zu behandeln und hat eine niedrige Überlebensrate. Die bisherige Standardbehandlung besteht aus einer Operation gefolgt von Strahlentherapie und Chemotherapie, die jedoch oft mit Nebenwirkungen verbunden ist und keine Erfolgsgarantie bietet.
Forscher um Prof. Holger Gerhardt und Lise Finotto haben eine Methode mit Hilfe von Zebrafischen entwickelt, um zu untersuchen, wie das Glioblastom mit dem körpereigenen Immunsystem interagiert. Sie injizierten Glioblastom-Stammzellen von sieben Patienten in Zebrafisch-Embryos, wodurch spezifische “Avatare” für jeden Patienten entstanden. Dabei beobachteten sie, dass das Immunsystem Makrophagen einsetzt, um den Tumor zu kontrollieren, jedoch manipuliert der Tumor die Makrophagen, um sein Wachstum zu unterstützen. Nur bei einem Patienten, der lange überlebt hatte, konnte der Tumor die normalen Abwehrreaktionen der Makrophagen nicht unterdrücken.
Weitere Untersuchungen zeigen, dass die Genexpression des LGALS1-Gens bei dem langzeitüberlebenden Patienten eine Rolle für das längere Überleben spielt. Durch Ausschalten dieses Gens in einer anderen Tumorprobe konnte eine geringere Invasivität in den Zebrafischmodellen beobachtet werden. Die Plattform kann genutzt werden, um weitere potenzielle Zielmoleküle für die Glioblastom-Behandlung zu identifizieren und individuelle Behandlungsstrategien zu entwickeln. Dies kann Onkologen dabei helfen, informiertere Entscheidungen für Glioblastom-Patienten zu treffen.
Einführung
Glioblastom ist ein aggressiver und schwer zu behandelter Hirntumor mit einer niedrigen Überlebensrate. Die derzeitige Standardbehandlung umfasst eine Operation gefolgt von Strahlentherapie und Chemotherapie. Diese Behandlung hat sich jedoch seit 18 Jahren nicht verändert, und es besteht Bedarf an effektiveren und personalisierten Behandlungsmöglichkeiten.
Die Herausforderung der Glioblastom-Behandlung
Glioblastom ist bei unterschiedlichen Patienten sehr variabel und stellt mehrere Herausforderungen für die Behandlung dar. Es täuscht das Immunsystem des Körpers, indem es Immunzellen namens Makrophagen rekrutiert, und ist aufgrund der begrenzten Arzneimitteldurchdringung in das Gehirngewebe für viele Antikrebsmittel weitgehend unzugänglich. Die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten haben oft unerwünschte Nebenwirkungen und bieten keine Garantie für den Erfolg.
Rolle von Makrophagen bei Glioblastom
Makrophagen, eine Art von Immunzellen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Progression von Glioblastom. Die Tumorzellen programmieren diese Makrophagen um, um ihr Wachstum zu unterstützen und ermöglichen es dem Tumor, dem Immunsystem zu entkommen und die Tumorprogression zu fördern.
Zebrafisch-“Avatare” für die Glioblastom-Forschung
Professor Holger Gerhardt und Lise Finotto haben zusammen mit ihrem Forschungsteam eine Screening-Plattform entwickelt, bei der Zebrafisch-“Avatare” verwendet werden, um zu untersuchen, wie Makrophagen mit Glioblastomzellen verschiedener Patienten interagieren. Dieser Ansatz bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Tumorumgebung und die Wirkungen verschiedener Behandlungen kontrolliert und effizient zu untersuchen.
Erstellung patientenspezifischer Avatare
Die Forscher injizierten Glioblastom-Stammzellen von sieben Patienten in Zebrafischembryonen und erstellten so spezifische Avatare für jeden Patienten. Dies ermöglicht es den Forschern, die Tumoreigenschaften und das Ansprechen auf die Behandlung in personalisierter Weise zu untersuchen.
Makrophagen-Interaktion mit Glioblastomzellen
Die Forscher beobachteten, dass das Immunsystem Makrophagen zur Kontrolle des Tumors aussandte. Jedoch stellten sie fest, dass die Tumore die Makrophagen umprogrammierten, um das Tumorwachstum zu unterstützen, mit Ausnahme eines Patienten mit langfristigem Überleben, bei dem der Tumor die normale Makrophagenreaktion nicht unterdrückte. Diese Beobachtung liefert wertvolle Erkenntnisse über potenzielle Ansatzpunkte zur Unterbrechung der Tumor-Makrophagen-Interaktion.
Identifizierung von Zielen und personalisierten Behandlungen
Durch die Untersuchung der Zebrafisch-“Avatare” identifizierten die Forscher die Herunterregulierung des LGALS1-Gens im Tumor des Langzeitüberlebenden als einen Faktor, der zu einem längeren Überleben beiträgt. Um diese Erkenntnis zu validieren, schalteten die Forscher das LGALS1-Gen in einer Probe eines weiteren Patienten aus und beobachteten eine verringerte Invasivität in den Zebrafischmodellen. Dies zeigt das Potenzial dieser Screening-Plattform zur Identifizierung von Zielen für personalisierte Behandlungen.
Potentielle Ansatzpunkte für die Glioblastom-Behandlung
Die Screening-Plattform mit Zebrafisch-“Avataren” kann verwendet werden, um weitere potenzielle Ansatzpunkte für die Glioblastom-Behandlung zu identifizieren. Durch die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Glioblastomzellen und dem Immunsystem in patientenspezifischer Weise können Forscher Einblicke in die Schwachstellen des Tumors gewinnen und zielgerichtete Therapien entwickeln.
Unterstützung bei der Behandlungsentscheidung
Die aus dieser Screening-Plattform gewonnenen Informationen können Onkologen dabei unterstützen, fundiertere Behandlungsentscheidungen für Glioblastom-Patienten zu treffen. Durch das Verständnis der spezifischen Eigenschaften des Tumors eines Patienten und dessen Wechselwirkung mit dem Immunsystem können Ärzte Behandlungspläne maßschneidern, um die Wirksamkeit zu maximieren und Nebenwirkungen zu minimieren.
Fazit
Der Einsatz von Zebrafisch-“Avataren” als Screening-Plattform für die Glioblastom-Forschung liefert Einblicke in die Wechselwirkung zwischen Makrophagen und Tumorzellen sowie potenzielle Ansatzpunkte für personalisierte Behandlungen. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die Glioblastom-Behandlung zu revolutionieren, indem er personalisierte Therapien ermöglicht und die Patientenergebnisse verbessert.
