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Von März 2014 :: Zurück

Hochkomplexes Faktorenverhältnis für Tumor- und Metastasenbildung entschlüsselt individuelles “Wesen” von Tumoren

Krebs: Tumor-Visualisierung für personalisierte Therapie

Ob aus einzelnen Krebszellen ein Tumor entsteht und ob sich Metastasen bilden, hängt von vielen Faktoren im betroffenen Gewebe ab. Mit dem besserem Verständnis der komplizierten Schalt- und Regelkreise eines Tumors könnte Krebs gezielter bekämpft werden. Forschende der Universität Zürich haben eine bildgebende Technik entwickelt, mit der sich nun eine bisher unerreichte Anzahl an Faktoren gleichzeitig bestimmen lässt.

Dass es in der Zeit der Spitzenmedizin nach wie vor schwierig ist, die Krankheit zu heilen, hat viele Gründe: Ein Tumor kann zum Beispiel aus unterschiedlichen Tumorzellen bestehen, die je ein eigenes Profil besitzen und unterschiedlich auf Therapien ansprechen – oder eben nicht.

Zudem interagieren und kommunizieren die Krebszellen und gesunden Zellen des Körpers untereinander. Wie sich ein Tumor schliesslich entwickelt und ob sich Metastasen bilden, hängt entscheidend davon ab, welche Signale eine Tumorzelle von ihrer Umgebung erhält.

Mit der Entwicklung einer neuen Technik ist es jetzt dem Team um Prof. Bernd Bodenmiller vom Institut für Molekulare Biologie der Universität Zürich – in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich und dem Universitätsspital Zürich – gelungen, Tumorzellen, die aus Patientenproben stammen, umfassend zu visualisieren. Die vielversprechende Methode wird nun in «Nature Methods» vorgestellt und soll den Weg in die personalisierte Therapie weiter ebnen.

Für diese Visualisierung, die das Profil eines Tumors entschlüsselt, müssen die Biomarker, also spezifische Moleküle, die sich den verschiedenen Krebszelltypen zuordnen lassen, und der Signalverarbeitungswege in ihren räumlichen Beziehungen vermessen werden. “Unsere Technik ermöglicht diese Gesamtaufnahme über ein neu entwickeltes bildgebendes Verfahren, mit dem jetzt bereits 32 und in naher Zukunft über hundert Biomarker simultan erfasst werden können”, erklärt Studienleiter Bernd Bodenmiller.

Die neue Technik basiert auf Methoden, die in Krankenhäusern bereits routinemässig eingesetzt werden – mit zwei wichtigen Neuerungen: Erstens werden die Biomarker statt mit Farbstoffen mit Antikörpern markiert, die mit reinen Metall-Isotopen gekennzeichnet, sichtbar gemacht und gemessen. Zweitens kann präzise festgestellt werden, welche Zellen in welchem Ausmass Einfluss auf ihre zelluläre Umgebung haben.

Dadurch könnten Schwachstellen in den Schaltkreisen entdeckt werden, was dazu beiträgt, neue Therapieansätze zu entwickeln. Deshalb, so Bodenmiller, werde es für Diagnose und Therapie immer wichtiger, diese Interaktionen zu verstehen und einzubeziehen.

Erste Messergebnisse, die die Forschenden mit der neuen Technik anhand von Brustkrebsproben erzielten, verdeutlichen die Verschiedenartigkeit dieser Tumore: Bestimmte Tumore leiden durch starke Zellvermehrung in ihrem Inneren unter Sauerstoffmangel, andere missbrauchen körpereigene Immunzellen, um ihr Wachstum voranzutreiben. Einen entscheidenden Einfluss hat auch die Lage der Zellen im Zentrum oder am Rand des Tumors.

Klar ist: Kein Tumor gleicht dem anderen und dementsprechend sollten, so Bodenmiller, auch die Therapien angepasst werden. In einem nächsten Schritt will sein Forschungsteam mit der neuen Messmethode herausfinden, welche Rolle die Zellkommunikation bei der Entstehung von Metastasen spielt.

Charlotte Giesen, H. A. O. Wang, Denis Schapiro, Nevena Zivanovic, Andrea Jacobs, Bodo Hatten-dorf, Peter J Schüffler, Daniel Grolimund, Joachim M Buhmann, Simone Brandt, Zsuzsanna Varga, Peter J. Wild, Detlef Günther & Bernd Bodenmiller. Highly multiplexed imaging of tumor tissues with subcellular resolution by mass cytometry. Nature Methods, March 2014. DOI:10.1038/nmeth.2869

Kontakt:
Prof. Bernd Bodenmiller
Institut für Molekulare Biologie
Universität Zürich Tel:
+41  44 635 31 28
bernd.bodenmiller@imls.uzh.ch



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1 Kommentar zu "Krebs: Tumor-Visualisierung für personalisierte Therapie"

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