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Der Jod-Transporter der Schilddrüse in der Krebstherapie

14.11.2008
Der Jodtransporter der Schilddrüse (Natrium-Jodid-Symporter; NIS) vermittelt die aktive Aufnahme von Jod aus dem Blut in die Schilddrüse und bietet damit die Grundlage für die Synthese der Schilddrüsenhormone und die Möglichkeit der Anwendung von Radiojod in der Diagnostik und Therapie von gut- und bösartigen Schilddrüsenerkrankungen.

In Anlehnung an die seit mehr als 60 Jahren mit großem Erfolg beim Schilddrüsenkrebs eingesetzte Radiojod-Therapie, ermöglicht die Charakterisierung des NIS-Gens die Entwicklung eines neuen Gentherapie-Ansatzes, wobei NIS in Tumorzellen transportiert wird und damit der Einsatz von Radiojod zur Bildgebung und Behandlung von Tumoren auch außerhalb der Schilddrüse ermöglicht wird. Mesenchymale Stammzellen erlauben dabei als Transportvehikel aufgrund ihrer spezifischen Wanderung in das tumortragende Bindegewebe, NIS gezielt in den Tumor zu transportieren.

Das Forscherteam um Frau PD Dr. Christine Spitzweg von der Medizinischen Klinik II - Campus Großhadern sowie PD Dr. Peter Nelson von der Abteilung für Klinische Biochemie der Medizinischen Poliklinik - Innenstadt des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München untersucht diesen neuen Stammzell-vermittelten Gentherapie-Ansatz bei Prostata- und Leberkrebs im Mausmodell.

Der Jodtransporter der Schilddrüse (NIS), der die aktive Jodaufnahme in die Schilddrüse vermittelt, bildet die Grundlage der diagnostischen sowie therapeutischen Anwendung von Radiojod, die bei der Behandlung und in der Nachsorge von Schilddrüsenkrebs eine zentrale Rolle einnimmt. In den letzten Jahren wurde ein neues Gentherapie-Konzept entwickelt auf dem Boden des gezielten Transportes von NIS in Tumoren, was die Anwendung von Radiojod (131I), oder alternativ Rhenium (188Re) oder Astat (211At), in der Bildgebung sowie Behandlung von Tumoren auch außerhalb der Schilddrüse ermöglicht. Damit wird die Perspektive eröffnet, auch bei anderen Krebsarten die Radiojodtherapie einzusetzen, die ein schon zugelassenes und sicheres Therapieverfahren mit nur geringen Nebenwirkungen darstellt und seit über 60 Jahren mit großem Erfolg und viel Erfahrung in der Behandlung von Schilddrüsenkrebs angewendet wird. NIS ist darüber hinaus die Grundlage für eine Reihe von bildgebenden Verfahren, wie z.B. Radiojod-Szintigraphie oder Radiojod-Positronen-Emmissions-Tomographie (PET), womit die bildgebende Darstellung des Tumors und seiner Metastasen als wichtige Grundlage einer gezielten Behandlung ermöglicht wird. Die bisherigen Arbeiten der Arbeitsgruppe von Frau PD Dr. Christine Spitzweg konnten eindrücklich zeigen, dass der gezielte Transport von NIS in Tumoren die Aufnahme einer therapeutisch wirksamen Radiojod-Dosis erlaubt, und damit eine äußerst wirksame Therapiemöglichkeit bei Tumoren auch außerhalb der Schilddrüse darstellt.

Das Tumortragende Bindegewebe (Tumorstroma) spielt eine Schlüsselrolle für Wachstum und Metastasierung eines Tumors, sowie der Bildung von tumorversorgenden Blutgefäßen. Mesenchymale Stammzellen, die aus dem Knochenmark isoliert werden, werden nach Injektion in die Blutbahn selektiv in Tumoren rekrutiert und entwickeln sich dort in blutgefäßbildende Zellen und andere Zellen des Tumorstromas. Genetisch veränderte mesenchymale Stammzellen stellen damit ideale Tumor-spezifische Vehikel dar, die auch nach Injektion in die periphere Blutbahn den gezielten Transport von Therapiegenen in Tumoren und ihre Metastasen erlauben, was in eigenen Arbeiten der Arbeitsgruppe von PD Dr. Peter Nelson überzeugend demonstriert werden konnte.

In einem von der Wilhelm-Sander-Stiftung geförderten Projekt sollen daher mesenchymale Stammzellen genetisch so verändert werden, dass sie NIS auf ihrer Oberfläche tragen. Nach Injektion in die periphere Blutbahn werden die Stammzellen und damit auch NIS spezifisch in den Tumor und seine Metastasen rekrutiert, was die Anwendung von Radiojod für die Bildgebung und Behandlung dieser Tumoren erlaubt. Durch die Möglichkeit der NIS-vermittelten Radiojod-Bildgebung kann darüber hinaus die Tumor-Rekrutierung sowie die Verteilung der mesenchymalen Stammzellen im Organismus nach peripherer Injektion bildgebend dargestellt werden. Es sollen dabei folgende Einzelprojekte bearbeitet werden: 1. und 2. Genaue Charakterisierung der genetisch veränderten, NIS-tragenden mesenchymalen Stammzellen sowie des therapeutischen Effektes von Radiojod in der Zellkultur. 3. Bestimmung der Gewebeverteilung NIS-tragender mesenchymaler Stammzellen im tumorfreien Mausmodell mittels Radiojod-Bildgebung (Szintigraphie, PET). 4. und 5. Bestimmung der Tumor-spezifischen Rekrutierung NIS-tragender mesenchymaler Stammzellen im tumortragenden Mausmodell mittels Radiojod-Bildgebung, Messung der Radiojod-Anreicherung sowie Immunfärbung. 6. Untersuchung des Therapieeffektes von Radiojod nach Stammzell-vermitteltem NIS-Transport in Prostata- und Lebertumoren im Mausmodell.

Gelingt im Rahmen dieses Projektes das Proof-of-Principle des Stammzell-vermittelten NIS-Gentherapie-Konzeptes, stellt dies einen wesentlichen ersten Schritt in Richtung klinische Anwendung dieses viel versprechenden neuen Krebstherapie-Ansatzes dar.

Kontakt:
PD Dr. Christine Spitzweg, Medizinische Klinik II - Campus Großhadern, Klinikum der Universität München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Tel.: +49 89 7095 0, Fax: +49 89 7095 8887, E-Mail: Christine.Spitzweg@med.uni-muenchen.de

PD Dr. Peter Nelson, Klinische Biochemie, Medizinische Poliklinik - Innenstadt, Klinikum der Universität München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Tel.: +49-89-2180 75845, Fax: +49 89 2180 75860, E-Mail: Peter.Nelson@med.uni-muenchen.de

Die Wilhelm-Sander-Stiftung fördert dieses Forschungsprojekt mit über 250.000 €. Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden dabei insgesamt über 160 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und in der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

Bernhard Knappe | idw
Weitere Informationen:
http://www.sanst.de

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