Strahlenbiologin erforscht Strahlenempfindlichkeit von Hirntumorzellen

Bösartige Hirntumore, sogenannte maligne Gliome, werden mit einer Kombination aus Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie behandelt.

Hoch beachtete internationale Studien zeigten, dass bei diesen oft aggressiven Tumoren, insbesondere bei der bösartigsten Form, dem sogenannten Glioblastom, der Verlauf nach der Therapie besser ist, wenn eine bestimmte genetische Veränderung in den Tumorzellen vorliegt, nämlich eine Mutation im Stoffwechselenzym Isocitratdehydrogenase 1 (IDH1). Allerdings war bisher unklar, ob dieser Effekt darauf beruht, dass Tumorzellen mit der IDH1-Mutation weniger aggressiv wachsen oder dass sie empfindlicher auf die Strahlentherapie reagieren.

Die Diplom-Biologin Jacqueline Kessler aus der Universitätsklinik für Strahlentherapie (Direktor: Prof. Dr. Dirk Vordermark) ging dieser Frage nach. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit in der Arbeitsgruppe Molekulare Strahlenbiologie (Leiter: Dr. rer. nat. Matthias Bache) der Strahlenklinik erforschte sie das biologische Verhalten sowie die Strahlenempfindlichkeit von Hirntumorzellen, bei denen die IDH1-Mutation künstlich eingefügt wurde, im Vergleich zu Zellen ohne Mutation.

Da bösartige Hirntumore häufig Regionen mit starkem Sauerstoffmangel (sog. „Hypoxie“) aufweisen, führte sie die Experimente sowohl unter normaler als auch unter reduzierter Sauerstoffkonzentration durch.

Dabei zeigte sich, dass die IDH1-Mutation in drei verschiedenen Gliomzellarten in Zellkultur einerseits zu einem veränderten Wachstumsverhalten, zum Beispiel einer verminderten Fähigkeit, einen dreidimensionalen Zellhaufen („Sphäroid“) zu bilden führte. Gleichzeitig war aber auch die direkte Strahlenempfindlichkeit der Tumorzellen mit Mutation erhöht, sowohl bei guter als auch bei schlechter Sauerstoffversorgung.

„Die international stark beachteten Forschungsergebnisse von Frau Kessler zeigen, dass zumindest bei Hirntumorzellen in der Kulturschale die Mutation des Stoffwechselenzyms IDH1 eine stärkere Zellabtötung durch die Strahlentherapie ermöglicht“, so Prof. Vordermark.

Die Ergebnisse seien nicht direkt auf die Patientenbehandlung übertragbar, in fernerer Zukunft könnten aber unterschiedliche Strahlentherapiekonzepte für Patienten mit oder ohne IDH1-Mutation vorstellbar werden.

Die Arbeiten von Frau Kessler wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie das Wilhelm-Roux-Programm der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg gefördert. Die aktuellen Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Radiotherapy & Oncology“ veröffentlicht.

Publikation: Kessler J, Güttler A, Wichmann H, Rot S, Kappler M, Bache M, Vordermark D: IDH1(R132H) mutation causes a less aggressive phenotype and radiosensitizes human malignant glioma cells independent of the oxygenation status. Radiother Oncol. 2015 Sep;116(3):381-7.

Link zur Veröffentlichung: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26328938