Forschungsergebnis: Blutstammzellen machen Hirntumoren aggressiver

Forschende der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen haben Glioblastome untersucht und dort erstmals Stammzellen des blutbildenden Systems entdeckt.

Krebsstudie liefert neue Ansätze für Immuntherapien

Forschende der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen haben im Rahmen eines von der Wilhelm Sander-Stiftung geförderten Vorhabens Glioblastome, die aggressivsten Hirntumoren bei Erwachsenen, untersucht und dort erstmals Stammzellen des blutbildenden Systems entdeckt. Das Team des Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) fand heraus, dass diese Blutstammzellen die Teilung der Krebszellen fördern und die Immunabwehr gegen den Tumor unterdrücken. Ihre Entdeckung könnte helfen, wirksamere Immuntherapien gegen die Hirntumoren zu entwickeln.

Glioblastome sind Hirntumoren mit einem besonders schweren und zumeist tödlichen Verlauf. Sie sind selbst mit bestmöglichen chirurgischen, chemo- und strahlentherapeutischen Behandlungen in der Regel nicht langfristig erfolgreich behandelbar. Auch Immuntherapien, die bei anderen Krebsarten bereits gute Erfolge erzielen, schlagen nicht an. Die Ursachen sind bis heute nicht eindeutig geklärt und umso wichtiger ist die Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen.

Blutstamm- und Vorläuferzellen im bösartigem Gehirngewebe entdeckt

Das Team um Krebsforscher Dr. Igor Cima und Prof. Dr. Björn Scheffler, DKTK-Professor für Translationale Onkologie am Westdeutschen Tumorzentrum (WTZ) des Universitätsklinikums Essen, Proben von Glioblastomen und von gesundem Gehirngewebe. Zu ihrer Überraschung entdeckten die Froschenden in allen Proben von bösartigem Gehirngewebe zum ersten Mal Blutstammzellen und Vorläuferzellen des blutbildenden Systems, die normalerweise im Knochenmark angesiedelt sind. In gesunden Gewebeproben war dieser Zelltyp nicht nachweisbar.

Noch erstaunlicher war ihre Beobachtung, dass diese bislang unbekannten Blutstammzellen offenbar das Immunsystem unterdrücken und zugleich das Tumorwachstum befeuern: "Glioblastome produzieren immunsuppressive Botenstoffe und in der direkten Mikroumgebung der Tumoren finden sich bestimmte Arten von Immunzellen, die die körpereigene Abwehr gezielt drosseln. In unseren Zellkultur-Testsystemen konnten Blutstammzellen die Teilungsaktivität der Krebszellen noch steigern, während die Tumorzellen gleichzeitig die Produktion des als 'Immunbremse' bekannten Moleküls PD-L1 (Programmed cell death 1 ligand 1) auf ihrer Oberfläche erhöhten", erläutert Björn Scheffler die jetzt entdeckten Zusammenhänge.

Je mehr Blutstammzellen, desto höher die Ausschüttung von Botenstoffe

Die Forschenden untersuchten insgesamt mehrere hundert Gewebeproben von Glioblastom-Betroffenen. Das Ergebnis: Je mehr Blutstammzellen ein Tumor enthielt, desto mehr immunsuppressive Botenstoffe wurden ausgeschüttet, desto mehr immunbremsende Marker bildeten die Krebszellen - und desto geringer war das Gesamtüberleben der Betroffenen.

Zudem verglich das Team in Kooperation mit Prof. Dr. Ulrich Sure, Direktor der Klinik für Neurochirurgie am UK Essen, gesunde mit kranken Zellen. Durch die Sequenzierung der Genexpression von 660 individuellen Zellen aus vitalem Tumorgewebe konnten Profile erstellt und den Zellen aus gesundem Knochenmark und Blut gegenübergestellt werden. Die Analyse dieser Daten zeigt einige neue Ansätze auf, wie die untersuchte, tumorfördernde Zellpopulation künftig unschädlich gemacht werden könnte.

Dass Blutstammzellen im Knochenmark im Verlauf von Krebserkrankungen bei ihrer Differenzierung bevorzugt zu immunsuppressiven Zelltypen ausreifen, indem sie vom Tumor entsprechend programmiert werden, war der Forschung bereits bekannt. Krebsforscher Igor Cima vermutet ein ähnliches Phänomen jetzt auch bei den Glioblastom-assoziierten Blutstammzellen: "Wir sehen nun erstmals die Möglichkeit, im Rahmen weiterer Forschungsvorhaben modulierend in den Differenzierungsprozess der gliomassoziierten Blutstammzellen einzugreifen - z. B. durch bestimmte Zellbotenstoffe - und auf diese Weise die tumorbedingte Immunblockade zu umgehen. Dann hätten Immuntherapien auch gegen das Glioblastom eine bessere Chance auf Wirksamkeit."
 

Quelle:
I-Na Lu, Celia Dobersalske, Laurèl Rauschenbach, Sarah Teuber-Hanselmann, Anita Steinbach, Vivien Ullrich, Shruthi Prasad, Tobias Blau, Sied Kebir, Jens T. Siveke, Jürgen C. Becker, Ulrich Sure, Martin Glas, Björn Scheffler und Igor Cima. Tumor-associated hematopoietic stem and progenitor cells positively linked to glioblastoma progression. Nature Communication, 12. Article number: 3895. 23 June 2021.

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