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Tumorstammzellen erkennen, markieren, angreifen: Biomarker unterstützen Strahlentherapie von morgen

14.08.2013
Die Strahlentherapie von Krebserkrankungen könnte in Zukunft gezielt auf Stammzellen ausgerichtet werden, die für Tumorwachstum und Metastasenbildung verantwortlich sind.

Um Tumorstammzellen im Körper von Krebspatienten aufzuspüren, arbeiten deutsche Wissenschaftler derzeit an der Entwicklung spezieller Biomarker: Gelingt es, die gefährlichen Krebszellen mithilfe der Marker sicher zu orten, könnten sie mit leistungsstarken Bestrahlungsgeräten ins Visier genommen und „abgetötet“ werden.

Nach Einschätzung der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) wird das Erkennen und Markieren von Tumorstammzellen die Krebsbehandlung in Zukunft grundlegend verändern.

Krebstumoren wurden lange Zeit als eine Masse gleichartiger Zellen angesehen, die sich unkontrolliert vermehren und in der Lage sind, Metastasen auszubilden. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler jedoch erkannt, dass nicht alle Krebszellen gleich sind. Diese Heterogenität der Tumorzellen wird in der Forschung mit zwei unterschiedlichen Modellen zu erklären versucht. Das eine geht davon aus, dass der Tumor biologisch homogen ist und alle Krebszellen die Fähigkeit haben, das Tumorwachstum anzustoßen. Das andere Modell geht von einem grundlegenden Unterschied zwischen den Krebszellen aus. Professor Dr. med. Michael Baumann von der Technischen Universität Dresden und Präsident der DEGRO: „Zum unbegrenzten Wachstum tragen im Wesentlichen nur einige wenige Stammzellen bei.“ Im Tierexperiment könne man sehen, dass die Tiere erkranken, wenn Tumoren mit Stammzellen verpflanzt werden. Ohne Stammzellen im Tumor blieben die Tiere gesund, erläutert der DEGRO-Präsident.

Um Tumorstammzellen von ‚normalen‘ Krebszellen zu unterscheiden, nutzen die Forscher im Labor spezielle Antikörper, mit deren Hilfe sie die Eiweiße auf der Oberfläche der Tumorstammzellen markieren. Schwieriger ist es, die gefährlichen Zellen im Patienten aufzuspüren: Dies wird erst durch die Entwicklung von Biomarkern zunehmend möglich. „Mithilfe der Positronen-Emissions-Tomografie oder auch der Kernspintomografie können wir die Biomarker und damit die Stammzellen sichtbar machen“, berichtet Professor Baumann. „Daraus ergeben sich völlig neue Perspektiven für die Strahlentherapie.“

Je genauer die Tumorstammzellen markiert werden könnten, desto zielsicherer können sie später angegriffen werden. Die Radiotherapie ist hier ein wirksames Mittel, da hochdosierte Strahlen Stammzellen in einem breiten Spektrum von Tumoren abtöten und die modernen Geräte die Strahlen genau auf die Bereiche des Tumors fokussieren können, in denen zuvor eine Konzentration von Stammzellen nachgewiesen wurden. „Außerdem ist es möglich, die Strahlendosis innerhalb des Tumors zu variieren“, sagt der DEGRO-Präsident, der zudem Direktor des 2005 gegründeten interdisziplinären Forschungszentrums OncoRay in Dresden ist. Erklärtes Forschungsziel von OncoRay ist es, „die Heilung von Krebserkrankungen durch eine biologisch individualisierte, technologisch optimale Strahlentherapie zu verbessern“.

Um die Stammzellen gezielt vernichten zu können, arbeiten die Forscher zunächst noch an deren Markierungsmolekülen: „Die verfügbaren Biomarker erkennen zwar die Stammzellen, die Unterscheidung von anderen Tumorzellen ist jedoch noch nicht sicher möglich“, sagt die Leiterin der OncoRay Arbeitsgruppe „Biomarker für die individualisierte Radioonkologie“ Professor Dr. rer. nat. Anna Dubrovska. Ein Ziel ihrer Forschergruppe ist es, besser geeignete Biomarker zu entdecken. Professor Dubrovska: „Leider sind die Stammzellen kein leichtes Ziel. Sie verändern sich während des Krebswachstums und auch unter dem Einfluss der Therapie. In einigen Fällen können auch neue Stammzellen aus herkömmlichen Krebszellen rekrutiert werden.“ Man könne die Krebsstammzellen als „bewegliche Ziele“ bezeichnen, weshalb es nicht einfach sei, die neuen Konzepte umzusetzen. Die Expertin ist aber zuversichtlich, dass dies eines Tages gelingen und damit der Weg für verbesserte und individualisierte Behandlungsstrategien in der Strahlentherapie bereitet wird.

Literatur:
Bütof R., Dubrovska A., Baumann M.: Review. Clinical perspectives of cancer stem cell research in radiation oncology, Radiotherapy and Oncology 2013, published online 08 July 2013

Peitzsch C., Kurth I., Kunz-Schughart, L., Baumann M, Dubrovska A.: Discovery of the cancer stem cell related determinants of radioresistance. Radiotherapy and Oncology 2013, published online 03 July 2013

Zur Strahlentherapie:
Die Strahlentherapie ist eine lokale, nicht-invasive, hochpräzise Behandlungsmethode mit hohen Sicherheitsstandards und regelmäßigen Qualitätskontrollen. Bildgebende Verfahren wie die Computer- oder Magnetresonanztomografie ermöglichen eine exakte Ortung des Krankheitsherdes, sodass die Radioonkologen die Strahlen dann zielgenau auf das zu bestrahlende Gewebe lenken können. Umliegendes Gewebe bleibt weitestgehend verschont.

Pressekontakt für Journalisten:

Dagmar Arnold
Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie e. V.
Pressestelle
Postfach 30 11 20
70451 Stuttgart
Telefon: 0711 8931-380
Fax: 0711 8931656-380
E-Mail: arnold@medizinkommunikation.org

Dagmar Arnold | idw
Weitere Informationen:
http://www.degro.org

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