Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krebszellen mit langem Atem - Dem Ursprung von Hirntumoren bei Kindern auf der Spur

13.08.2008
Das Medulloblastom gehört zu den häufigsten und auch zu den bösartigsten Gehirntumoren bei Kindern und Jugendlichen

Die Geschwulste wachsen sehr schnell, und fast die Hälfte der Patienten erliegt langfristig dem Leiden. Die Prozesse, die zur Entstehung der Tumore führen, waren bislang nicht im Detail bekannt. Dem LMU-Mediziner Dr. Ulrich Schüller ist nun in Zusammenarbeit mit internationalen Wissenschaftlerteams gelungen, in zwei Studien molekulare Mechanismen aufzudecken, die zur Entwicklung der Kleinhirntumoren führen.

Wie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Cancer Cell" berichtet, lösten die Forscher in Zellverbänden im Gehirn von Mäusen genetische Veränderungen aus, um das Wachstum von Tumoren zu provozieren. Dabei zeigte sich, dass nur aus einem Zelltyp Medulloblastome entstanden, den sogenannten Körnerzellen - und nur, wenn diese bereits voll entwickelt waren. "Derzeit werden Medulloblastome mit unspezifischen Methoden behandelt", so Schüller. "Unsere Ergebnisse könnten dazu beitragen, gezielte Therapien zu entwickeln und so die Behandlung von Kleinhirntumoren bei Kindern zu verbessern."

Wenn Kinder an Krebs erkranken, handelt es sich bei rund jedem fünftem Tumor um einen Gehirntumor - und davon wiederum ist jeder fünfte ein Medulloblastom. Diese häufige Geschwulst tritt vor allem bei Kindern unter zehn Jahren auf und ist auch bei Erwachsenen zu finden - dort allerdings äußerst selten. Bislang können Medulloblastome nur mit den Standardwerkzeugen der Krebsmedizin behandelt werden, also Operation, Bestrahlung und Chemotherapie.

Dabei sind chirurgische Eingriffe - wie alle Operationen am Gehirn - besonders heikel, weil die Geschwulst kaum vollständig entfernt werden kann, ohne gesundes Gewebe zu betreffen. Weil diese Kleinhirntumoren leicht im Gehirn und auch im Rückenmarkskanal streuen, kommt es in vielen Fällen aber zur Metastasierung, also der Entstehung von Tochtergeschwulsten, und nicht selten zu einer Rückkehr des Ursprungstumors - oft auch nach dem erfolgreichen Abschluss der Behandlung.

Deshalb hoffen Patienten und Ärzte auf gezieltere Therapien, die einen besseren Behandlungserfolg versprechen. "Dazu muss man aber immer erst die Grundlagen der Tumorentstehung verstehen", so Schüller. "Wenn man auf molekularer Ebene weiß, wie ein Tumor entsteht, kann man auch spezifische Therapien entwickeln, die tatsächlich die Ursache des Leidens behandeln." Weil bislang noch nicht bekannt war, aus welchem Zelltyp und in welchem Entwicklungsstadium Medulloblastome entstehen, erzeugten die Forscher gezielt genetische Veränderungen in verschiedenen Zellpopulationen im Gehirn von Mäusen.

Durch dieses "konditionelle Knock-Out-Verfahren" entstanden Veränderungen im sogenannten Sonic-Hedgehog-Signalweg. Über diese molekulare Signalkaskade werden verschiedene Prozesse bei der Entwicklung von Nervenzellen kontrolliert. "Im Normalfall sorgt der Signalweg für ein Gleichgewicht von Wachstum und Ausreifung von Zellen", sagt Schüller. "Wird er jedoch gestört, führt dies zu einer unbegrenzten Wucherung der Zellen - und damit zur Entstehung von Krebs."

In einem weiteren Schritt untersuchte das Forscherteam die Auswirkungen der Mutationen auf Nervenzellen in verschiedenen Entwicklungsstadien. Dabei besitzen multipotente Vorläuferzellen - fast wie Stammzellen - die Fähigkeit, sich in zahlreiche Zellarten zu entwickeln, während "festgelegte" Vorläuferzellen nur noch zu einem bestimmten Zelltyp werden können. "Alle unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Medulloblastome nur aus Körnerzellen und deren Vorläufern entwickeln können", so Schüller. "Andere Zellen, etwa die großen Purkinje-Zellen des Kleinhirns, werden dagegen nicht tumorös. Ihnen machen diese Mutationen offensichtlich nichts aus."

Noch ein weiteres eindeutiges Ergebnis konnten die Forscher verzeichnen: Die genetischen Veränderungen lösten nur eine spezifische Art von Tumor aus: das Medulloblastom. Andere Hirntumoren, etwa Astrozytome oder Oligodendrogliome, entstanden dagegen nicht, obwohl die genetisch attackierten multipotenten Vorläufer sich auch zu Astrozyten oder Oligodendrozyten entwickeln können.

Besonders überraschend war, dass auch Mutationen in sehr frühen, unreifen Zellen entsprechende Veränderungen auslösten - die aber erst dann zu Tumoren entarteten, wenn sie die Prägung einer Körnerzelle erhalten hatten. Überrascht waren die Forscher weiter davon, dass die Medulloblastome sowohl morphologisch als auch molekularbiologisch vollkommen gleich aussahen, und zwar unabhängig davon, in welchem Entwicklungsstadium sie ausgelöst wurden.

Die Forscher konnten noch einen weiteren Faktor bei der Entstehung der Medulloblastome identifizieren: Das Olig2-Protein wurde bisher nur mit der Ausbildung von Gliazellen im Gehirn - sie fungieren in erster Linie als Stütze der Neuronen - in Verbindung gebracht. "Wir haben Olig2 aber auch in Vorläufern der Körnerzellen des Kleinhirns und in Tumorzellen gefunden", berichtet der Neuropathologe Schüller. "Das Protein beeinflusst also auch die Entstehung und Vermehrung von Krebszellen - was einmal mehr deutlich macht, wie sehr sich normale und bösartige Entwicklungsprozesse ähneln. Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse zu einer gezielten Therapie des Medulloblastoms beitragen werden. Dafür aber sind zunächst weiterführende Forschungsarbeiten nötig, die wir bereits in Planung haben."

Die Studien wurden unter anderem von der Deutschen Krebshilfe gefördert, mit deren Hilfe Schüller in München eine von zwei Max-Eder-Nachwuchsgruppen an der LMU etabliert hat.

Publikationen:
"Acquisition of granule neuron precursor identity is a critical determinant of progenitor cell competence to form Hedgehog-induced medulloblastoma"
Ulrich Schüller, Vivi M. Heine, Junhao Mao, Alvin T. Kho, Allison K. Dillon, Young-Goo Han, Emmanuelle Huillard3, Tao Sun, Azra H. Ligon, Ying Qian, Qiufu Ma, Arturo Alvarez-Buylla, Andrew P. McMahon, David H. Rowitch and Keith L. Ligon
Cancer Cell, Vol 14, 123-134, 12 August 2008
"Medulloblastoma can be Initiated in Lineage-Restricted Progenitors or Stem Cells"
Zeng-Jie Yang, Tammy Ellis, Shirley L. Markant, Tracy-Ann Read, Jessica D. Kessler,
Melissa Bourboulas, Ulrich Schüller, Robert Machold, Gord Fishell, David H. Rowitch, Brandon J. Wainwright and Robert J. Wechsler-Reya

Cancer Cell, Vol 14, 135-145, 12 August 2008

Ansprechpartner:
Dr. Ulrich Schüller
Zentrum für Neuropathologie der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 78114
E-Mail: ulrich.schueller@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.lmu.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Zirkuläre Wirtschaft: Neues Wirtschaftsmodell für die chemische Industrie?
28.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Unternehmen entwickeln sich zu Serviceanbietern
25.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie