Glioblastom, eine der tödlichsten Formen von Gehirntumoren, hat möglicherweise seinen Nemesis gefunden. Neue Forschungen zeigen, dass der Tumor, der bekanntermaßen schwer zu behandeln ist, durch eine experimentelle Verbindung gestoppt werden kann.
Das Glioblastom ist eine besonders aggressive Form des Hirntumors mit einer medianen Überlebensrate von 10-12 Monaten.
Ein Teil der Gründe, warum Glioblastome so tödlich sind, besteht darin, dass sie aus einer Art von Gehirnzellen, Astrozyten genannt, entstehen.
Diese Zellen sind wie ein Stern geformt. Wenn sich die Tumoren bilden, entwickeln sie Tentakel, die es schwierig machen, sie operativ zu entfernen.
Zusätzlich schreiten die Tumoren schnell voran. Dies liegt daran, dass Astrozyten die Neuronen unterstützen und die Menge an Blut kontrollieren, die sie erreicht; Wenn sich 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 Rezidivrate. Dies ist teilweise auf eine Subpopulation von Zellen im Tumor namens Glioma Stammzellen (GSC) zurückzuführen – eine Art selbstregenerierende Krebsstammzelle, die das Wachstum von Tumoren steuert.
Subhas Mukherjee, Ph.D., ein Forschungsassistent Professor für Pathologie an der Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago, IL, und seine Kollegen haben das Verhalten dieser Zellen für ein paar Jahre untersucht.
Aufbauend auf dieser früheren Forschung haben Mukherjee und sein Team nun herausgefunden, dass diese Zellen hohe Konzentrationen eines Enzyms namens CDK5 enthalten.
Die Blockade dieses Enzyms, so zeigen die Forscher in ihrer neuen Studie, verhindert das Wachstum von Glioblastomen und hemmt die selbstregenerierenden Fähigkeiten von GSCs.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht
CDK5-Inhibitor stoppt das Tumorwachstum
Frühere Untersuchungen mit einem Fliegenmodell von Gehirntumoren, die von Mukherjee und seinem Team durchgeführt wurden, zeigten, dass das Ausschalten des Gens, das für CDK5 kodiert, die Tumorgröße und die Anzahl der GSCs reduzierte.
Weiteres genetisches Screening bei Menschen mit Glioblastom ergab, dass diese Personen auch hohe Spiegel des CDK5-Enzyms aufwiesen.
Mukherjee erläutert den Forschungsprozess weiter: "Wir haben Tests in unserem Labor gestartet und festgestellt, dass CDK5 ein hohes Maß an Stammzellen in Zellen fördert, so dass sie sich vermehren und stärker wachsen."
"Wir isolierten die Zellen, die am stengelartigsten waren, und stellten fest, dass sie einen hohen Anteil an CDK5 haben, verglichen mit denen, die weniger stammartig sind."
Als nächstes verwendeten die Forscher einen CDK5-Inhibitor auf menschliche Glioblastomzellen. Dies hinderte die Tumoren am Wachstum und verursachte, dass GSCs einen Teil ihres Stammes verloren, was es für sie schwieriger macht, sich zu regenerieren.
Die Forscher untersuchten auch die Wirksamkeit dieses Enzymblockers bei den drei Hauptuntertypen des Glioblastoms: den neuralen, klassischen und mesenchymalen Subtypen.
Von diesen wurde gezeigt, dass der letztere Subtyp niedrigere CDK5-Spiegel aufweist, so dass dieser neue Ansatz in Zukunft möglicherweise Patienten mit mesenchymalen Glioblastomen nicht signifikant nutzen wird.
Eine neue Verbindung kann das Wiederauftreten des Tumors aufhalten
Mukherjee kommentiert, wie seine und seine Team-Ergebnisse therapeutische Praktiken für die Behandlung von Glioblastom ändern können:
"Die Sterblichkeitsrate für Glioblastom hat sich in den letzten 30 Jahren nur geringfügig verändert", sagt er. "Das aktuelle Medikament, Temozolomid, ist etwas wirksam, wenn der Tumor wieder auftritt – und eines der Hauptprobleme bei Glioblastomen ist, dass sie dazu neigen, wiederzukommen."
Aber die Verwendung des CDK5-Inhibitors in Kombination mit diesem Chemotherapeutikum könnte das Tumorwachstum hemmen und die Rückkehr verhindern.
"Die Idee ist, die Überreste und Gliom-Stammzellen nach der Chemotherapie zu töten", sagt Mukherjee. "Das sind die Zellen, die bestehen bleiben und Wiederholung verursachen."
Der CDK5-Inhibitor – CP681301 genannt – kann die Blut-Hirn-Schranke überwinden, erklärt er, und die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass die Verbindung ideal für die Entwicklung neuer Medikamente ist.
Mukherjee arbeitet bereits an der Entwicklung eines solchen Medikaments und hofft, dass der Prozess ziemlich schnell gehen wird. "Wir werden hoffentlich einige Modelle erstellen und innerhalb weniger Monate testen", sagt der Forscher.
