Kategorien
Hämatologie Onkologie Therapie Wissenschaft

Stammzelltransplantation: Bicarbonat stärkt Immunzellen

Eine Stammzelltransplantation kann bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) eine wirksame Therapie sein. Mitunter kann der Blutkrebs aber auch zurückkehren. Dabei dürfte Milchsäure, die von den Krebszellen gebildet wird und die Immunzellen schwächt, eine zentrale Rolle spielen, haben Forscher der Med-Uni Graz gemeinsam mit internationalen Kollegen jüngst herausgefunden.

Die Wissenschafter haben mithilfe der Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) den Stoffwechsel der Krebszellen unter die Lupe genommen. Sie konnten nachweisen, dass die Blutkrebszellen bei AML große Mengen an Milchsäure bilden und an ihre Umgebung abgeben. Die Säure wiederum verändert den Stoffwechsel der T-Zellen, wodurch die Vermehrung der Immunzellen und deren Wirkung gestört wurde.

Dieser Mechanismus könnte für das Wiederauftreten der Leukämie nach erfolgter Stammzelltransplantation zentral sein. „Es war für uns schon spannend zu sehen, wie solche einfachen Moleküle so einen großen Einfluss haben können und das Immunsystem deaktivieren“, so Tobias Madl von der Universität Graz.

Zugleich hat das Forscherteam einen Weg gefunden, wie die störende Einwirkung auf die T-Zellen neutralisiert werden kann: „Natriumbicarbonat neutralisiert die schädliche Wirkung der Milchsäure und wandelt sie sogar in einen Energielieferanten für die T-Zellen um. So werden diese für die Bekämpfung der Tumorzellen fit gemacht“, berichtet Erstautorin Franziska Uhl vom Universitätsklinikum Freiburg. Durch die Gabe von Natriumbicarbonat – das bekannt dafür ist, Säuren zu neutralisieren – konnte die Funktion der T-Zellen sowohl im Mausmodell als auch bei Patienten zurückgewonnen werden. Wie stark sich das Überleben der Patienten dadurch langfristig verbessert, sollen weitere Studien zeigen.

Referenzen: MedUni Graz, Universität Freiburg, Memorial Sloane Kettering, NY
Metabolic reprogramming of donor T cells enhances graft-versus-leukemia effects in mice and humans“, Science Translational Medicine, Okt.2020.
https://stm.sciencemag.org/content/12/567/eabb8969.short

#onkologie #leukaemie #stammzelltransplantation #natron #blutkrebs #milchsäure #aml #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
ForscherInnen im Porträt Onkologie Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: Dr. Alexis Lomakin

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Wie der Mensch, so schützen auch die Zellen im menschlichen Körper ihren persönlichen Raum. Wird es zu eng – und das ist bei Tumoren häufig der Fall – versuchen die Zellen, sich mehr Raum zu verschaffen. Wie sie das anstellen und welche Rolle dem Zellkern dabei zukommt, hat eine internationale Forschungsgemeinschaft nun untersucht. Ihre Arbeit erscheint in der Oktoberausgabe des renommierten Journals „Science.“

Im Interview beschreibt Erstautor Lomakin die maßgeblichen Mechanismen die zum „Fluchtreflex“ von Zellen führen und wie die neuen Erkenntnisse dazu beitragen könnten, die metastatische Ausbreitung von Tumoren zu verhindern oder das Ansprechen auf eine Behandlung vorherzusagen. 

Dr. Alexis Lomakin, (PhD) ist Programmleiter & stellvertretender Laborleiter in der Forschungsgruppe von Assoc.-Prof. Dr. Kaan Boztug, (MD), an der St. Anna Kinderkrebsforschung / Children’s Cancer Research Institute (CCRI) in Partnerschaft mit dem Ludwig Boltzmann Institute for Rare and Undiagnosed Diseases / LBI-RUD, dem CeMM Forschungsinstitut für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Medizinischen Universität Wien (Wien, Österreich). Bevor er die Stelle in Wien antrat, forschte er am King’s College London und Institut Curie,Paris. Er promovierte in Zell- und Molekularbiologie an der Lomonosov Moscow State University und an der University of Connecticut, USA. Seine Postdoc-Ausbildung setzte Lomakin an der Harvard-Universität (Boston,USA) fort. 

Der Wissenschaftler erhielt renommierte Stipendien und Auszeichnungen, darunter ein London Law Trust/LLT medal and fellowship for scientific excellence, innovation & vision (Großbritannien), ein Marie Skłodowska-Curie und PRESTIGE Fellowships (EU/Frankreich) und ein Leukemia & Lymphoma Society/LLS Postdoctoral Fellowship (USA). 

#forscherinnen #forscher #wissenschaftler #researcher #wissenschaft #onkologie #tumorzellen #krebserkrankung #kinderkrebsforschung #krebs #medizin #medimpressions

Kategorien
Onkologie Wissenschaft

Wie Krebszellen aus Tumoren entkommen

Körperzellen versuchen zu flüchten, wenn sie im Gedränge vieler Zellen „eingekesselt“ werden. Ein Wissenschaftler der St. Anna Kinderkrebsforschung hat nun gemeinsam mit Kollegen entdeckt, dass der Zellkern diese Art „Fluchtreflex“ auslöst. Dieser wird aktiv, sobald der von außen ausgeübte Druck den Zellkern zu sehr komprimiert.

Wenn Zellen so stark zusammengedrückt werden, dass der Kern physisch deformiert wird, entfalten sich die Kernmembranen und dehnen sich aus. Diese Veränderungen werden von spezialisierten Proteinen erkannt und aktivieren die zelluläre Kontraktion. Diese Fähigkeit, kontraktile Kräfte zu entwickeln, hilft der Zelle, sich in einem „Fluchtreflex“-Mechanismus aus ihrer komprimierenden Mikroumgebung herauszudrücken. Der Zellkern funktioniert dabei als „Messregler“ und benutzt die Ca2+-abhängige Phospholipase als Signalmolekül um weitere Prozesse in Gang zu setzen. Erstautor Dr. Alexis Lomakin: „Basierend auf unseren Daten könnte die Herunterregulierung der cPLA2-Aktivität in Tumorzellen deren Fähigkeit beeinträchtigen, dem Primärtumor zu entkommen und an entfernte Stellen zu metastasieren – indem es die Produktion von Arachidonsäure (ARA) verhindert, was sich in der Folge auf die Zellwanderung, das Wachstum und das Überleben der Zellen auswirkt.“ 

Zellen können ARA jedoch auch aus ihrer Umgebung gewinnen. Die westliche Ernährung ist eine potente Quelle für Omega-6-Fettsäuren wie ARA. Eine Einschränkung der Fettzufuhr und die Aufnahme von Omega-3- anstelle von Omega-6-Fettsäuren könnte mit cPLA2-Inhibitoren synergistisch wirken, um das Entkommen von Tumorzellen einzuschränken.

Die Messung starker Kerndeformationen könnte auch dazu benutzt werden, um das Metastasierungspotenzial und die Resistenz gegen Chemo- und Immuntherapie vorhersagen.

Referenzen:

St. Anna Kinderkrebsforschung; King’s College London; Institute Curie Paris; ETH Zürich Basel

The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints; Science 2020; DOI: 10.1126/science.aba2894  https://science.sciencemag.org/content/370/6514/eaba2894

#krebs #metastasierung #tumore #zellmechanik #zellkern #cPLA2 #arachidonsäure #fettsäuren  #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
ForscherInnen im Porträt Onkologie Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: DI Benjamin Salzer, PhD

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Jungforscher Benjamin Salzer hat den ersten Preis der Life Science PhD-Awards Austria 2020 in der Kategorie “angewandte Wissenschaft” für seine herausragende Publikation „Safety and specificity engineering of chimeric antigen receptor T cells (CAR-T cells) by exploitation of avidity“ gewonnen.

Im Videoportrait erzählt Benjamin Salzer von seinem beruflichen Werdegang und gibt spannende Einblicke in seine Forschertätigkeit bei der St. Anna Kinderkrebsforschung. Des Weiteren spricht er darüber, wie sich eine gute Work-Life-Balance mit dem Job als Wissenschaftler vereinbaren lässt und was er privat als Ausgleich zu seiner herausfordernden Tätigkeit macht.

Zur Person:

Benjamin Salzer ist promovierter Wissenschaftler, der sich auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie mit CAR-T-Zellen spezialisiert hat. Seit 2015 ist er an der St. Anna Kinderkrebsforschung tätig und arbeitet mit neuartigen molekularen Werkzeugen an der Verbesserung von Zelltherapien.

Ausgewählte Publikationen:

Engineering AvidCARs for combinatorial antigen recognition and reversible control of CAR functionAugust 2020 Nature Communications 11(1):4166 DOI: 10.1038/s41467-020-17970-3

Targeting aggressive osteosarcoma with a peptidase-enhanced cytotoxic melphalan flufenamideJuly 2020 Therapeutic Advances in Medical Oncology 12:175883592093789 DOI: 10.1177/1758835920937891

Kategorien
Immunologie Onkologie Wissenschaft

Interleukin 2 aktiviert Immunabwehr bei Krebs

Aktuelle Erkenntnisse von Forschern des Universitätsspitals und der Universität Zürich zeigen, dass der natürliche Botenstoff Interleukin 2 (IL-2) die Immunabwehr aktivieren und so die Bekämpfung von hartnäckigen Tumoren verbessern kann.

In ihrer Studie zeigte sich, dass IL-2 die Zahl bestimmter Immunzellen (dendritische Zellen) erhöht. Diese spüren entartete oder fremde Zellen im Körper auf und präsentieren sie den Killerzellen des Immunsystems. Diese wiederum können Krebszellen abtöten und so das Wachstum des Tumors stoppen oder das Krebsgeschwür sogar schrumpfen lassen. Des Weiteren zeigten Daten aus der Krebsdatenbank, dass Hautkrebspatienten, die mehr IL-2-Aktivität im Tumor aufwiesen, länger überlebten.

Die Studie liefert einen wichtigen Ansatzpunkt, um Immuntherapien gegen Krebs zu verbessern, insbesondere bei solchen Patienten, bei denen auch die neuesten Behandlungen keinen Erfolg bringen. Immerhin seien das mehr als die Hälfte der Patienten.

Der Botenstoff IL-2 wurde bereits vor 30 Jahren für die Bekämpfung von Tumoren eingesetzt – allerdings mit hohen Nebenwirkungen. Das Forscherteam entwickelte daher Interleukin 2-Komplexe, bei denen der Botenstoff an einem Antikörper haftet. Die Nebenwirkungen bei diesen Behandlungen konnten so in Laborstudien stark verringert werden. Um die Behandlung nun genauer zu überprüfen, sind weitere klinische Studien erforderlich.

Referenzen: 

Universität Zürich, Universitätsspital Zürich; APA Science

Interleukin-2 signals converge in a lymphoid–dendritic cell pathway that promotes anticancer immunity, Science Translational Medicine  16 Sep 2020: https://stm.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/scitranslmed.aba5464

#interleukin2 #il2 #hautkrebs #immuntherapie #krebs #krebsresistenz #onkologie #forschung #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Onkologie Wissenschaft

Wie Gehirntumor-Zellen „unsterblich“ werden

Wissenschaftler des IMBA konnten nachweisen, dass Gehirntumor-Zellen ihre Energie aus Sauerstoff beziehen müssen, damit sie „unsterblich“ werden und sich unentwegt weiterteilen können. In der Phase der Krebsentstehung verändern sie gezielt ihren Stoffwechsel, indem sie ihre „Zell-Kraftwerke“ (Mitochondrien) verschmelzen lassen, um die Sauerstoffzufuhr zu steigern. 

Dies war für die Forscher insofern überraschend, da bisher angenommen wurde, dass Tumoren ihre Energie vorrangig aus Zucker durch Glykolyse beziehen. Dieser Effekt, auch Warburg Effekt genannt, ist seit langem ein unumstößliches Dogma in der Krebsforschung.

Durch die Drosselung der Sauerstoffzufuhr konnten die Wissenschaftler das Tumorwachstum bremsen. „Diese Ergebnisse sind unerwartet und stellen bisherige Überlegungen über die Biologie dieser Tumore auf den Kopf“, sagt Knoblich, wissenschaftlicher Direktor am IMBA. „Wir haben gute Hinweise darauf, dass sich Hirntumoren und einige andere Krebsformen beim Menschen genauso verhalten. Dies legt also einen völlig neuen Weg nahe, die gefährlichsten Zellen in solchen Tumoren ins Visier zu nehmen und die Achillesferse dieser Tumoren – ihren hohen Energiebedarf – für die Entwicklung neuer Krebstherapien zu nutzen.“

Referenzen:

IMBA – Institute of Molecular Biotechnology https://www.imba.oeaw.ac.at/research-highlights/feeding-off-fusion-the-immortalization-of-tumor-cells/

Oxidative metabolism drives immortalization of neural stem cells during tumorigenesis, Cell, 2020. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.039

#gehirntumor #metabolsimus #energiestoffwechsel #onkologie #krebs #krebsentstehung #sauerstoff #mitochondrien #forschung #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Onkologie Wissenschaft

Metastasen durch Sauerstoffmangel im Tumor

Metastasen entstehen aus Krebszellen, die sich vom Primärtumor ablösen. Eine  Forschungsgruppe hat nun den Mangel an Sauerstoff als Auslöser dafür identifiziert, warum Cluster von zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) den Tumor verlassen.

In einem Mausmodell für Brustkrebs stellte sich heraus, dass verschiedene Bereiche eines Tumors unterschiedlich gut mit Sauerstoff versorgt sind: Krebszellen mit Sauerstoffmangel fanden sich dort, wo der Tumor vergleichsweise wenig Blutgefässen aufwies – im Inneren sowie in klar abgegrenzten äusseren Arealen. Die Untersuchung von CTC-Cluster, die sich von diesen Tumoren abgelöst hatten belegte, dass diese ebenfalls unter Sauerstoffmangel litten.

Weitere Versuche zeigten, dass CTC-Cluster mit Sauerstoffmangel besonders gefährlich sind: Im Vergleich zu Verbänden mit normalem Sauerstoffgehalt bildeten sie schneller Metastasen und verkürzten die Überlebenszeit der Mäuse.

Um die Sauerstoffversorgung zu verbessern wurde die Ausbildung von Blutgefässen durch eine proangiogenetischen Behandlung stimuliert. Wie erwartet reduzierte sich dadurch die Zahl der abgelösten CTC-Cluster – allerdings vergrösserte sich dabei gleichzeitig auch der Primärtumor deutlich.

„Dies ist ein provokantes Ergebnis“, so Prof. Nicola Aceto, Universität Basel: „Wenn wir dem Tumor genug Sauerstoff geben, haben die Krebszellen keinen Grund, den Tumor zu verlassen und Metastasen zu bilden. Andererseits beschleunigt dies aber auch das Wachstum des Primärtumors.“

Die nächste Herausforderung besteht darin, diese Erkenntnisse in das klinische Umfeld zu übertragen und Substanzen zu finden, die die Sauerstoffzufuhr im Tumor verbessern, in Kombination mit anderen Wirkstoffen jedoch auch die Entstehung von Metastasen bei Brustkrebs bremsen.

Referenzen:

Universität Basel, https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/Sauerstoffmangel-im-Tumor-beguenstigt-die-Bildung-von-Metastasen.html

Hypoxia Triggers the Intravasation of Clustered Circulating Tumor Cells,
Cell Reports (2020); doi: 10.1016/j.celrep.2020.108105

#krebs #metastasen #sauerstoffmangel #tumorbiologie #ctcs #krebszellen #medizin #dmedimpressions 

Fotocredit: Canva

Kategorien
Onkologie Wissenschaft

Haare färben und Krebsrisiko

Studien haben darauf hingewiesen, dass Personen die sich regelmäßig die Haare färben, ein höheres Krebsrisiko, insbesondere für Blasenkrebs sowie Brustkrebs, haben könnten. In der größten Studie bisher, die 117.200 Frauen aus den USA über 36 Jahre verfolgte, konnte dies nun nicht erhärtet werden. Ein Forschungsteam um Eva Schernhammer, Leiterin der Abteilung für Epidemiologie der MedUni Wien, konnte belegen, dass regelmäßiges Haarefärben keine nennenswerten Einflüsse auf die meisten Krebsarten hatte – mit einigen wenigen Ausnahmen.

So zeigte sich ein positiver Zusammenhang für das Risiko für Basalzellkarzinome, hormonrezeptor-negativen Brustkrebs und Eierstockkrebs. Außerdem fanden sich Hinweise auf eine Heterogenität durch die natürliche Haarfarbe – ein erhöhtes Risiko für Hodgkin-Lymphome wurde nur bei Frauen mit natürlich dunklem Haar beobachtet, ein höheres Risiko für Basalzellkarzinome wurde speziell bei Frauen mit natürlich hellem Haar beobachtet. Die aktuellen Befunde beschränken sich auf US-amerikanische weiße Frauen und erstrecken sich möglicherweise nicht auf andere Populationen.

„Unsere Ergebnisse rechtfertigen eine weitere prospektive Validierung“, erklärt Schernhammer. „Diese richtet sich nach verschiedenen Populationen und Nationen, verschiedenen Anfälligkeitsgenotypen (z.B. NAT1 oder NAT2), Krebsarten verschiedener Genotypen und molekulargenetischer Phänotypen, verschiedenen Expositionseinstellungen (persönlicher Gebrauch vs. berufliche Exposition), verschiedenen Zeitpunkten und verschiedenen Farben der verwendeten permanenten Haarfärbemittel mit verfeinerten Expositionsabschätzungen und sollte im Licht der Gesamtheit der Beweise interpretiert werden.“

Referenzen:

Medizinische Universität Wien https://www.meduniwien.ac.at/web/ueber-uns/news/detailseite/2020/news-im-september-2020/haare-faerben-und-krebsrisiko-groesste-studie-bisher/

Personal use of permanent hair dyes and cancer risk and mortality in US women: prospective cohort study, British Medical Journal 2020:370; https://www.bmj.com/content/370/bmj.m2942

#haare #krebsrisiko #faerbemittel #basalzellkarzinom #eierstockkrebs #haarfarbe #hodgkinlymphom #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Diagnostik Onkologie Wissenschaft

Tätowierfarben zur Krebserkennung

Farbstoffe aus der Tintenkollektion von Tätowierern könnten nach neuen Forschungsergebnissen der USC Viterbi der Schlüssel zur Verbesserung der Krebserkennung sein.

Cristina Zavaleta und ihr Team haben neue bildgebende Kontrastmittel entwickelt, bei denen gängige Farbstoffe wie Tätowierungstinte und Lebensmittelfarbstoffe verwendet werden. Bindet man diese an tumorspezifische Nanopartikel, können Krebserkrankungen durch diese „optischen Tinten“ besser dargestellt werden, sodass Mediziner leichter zwischen Krebszellen und normalen Gewebe unterscheiden können. Durch den empfindlicheren Bildkontrast lassen sich Tumore auch einfacher lokalisieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese Pigmente von der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) bereits zugelassen sind und relativ rasch in der Klinik eingesetzt werden könnten.

Die Idee kam der Forscherin beim Besuch des Pixar-Studios. „Ich habe darüber nachgedacht, ob diese wirklich hochpigmentierten Farben, wie sie von Künstlern verwendet werden, interessante optische Eigenschaften haben“. Die Idee führte sie danach in ein Tattoo-Studio, in dem sie sich mit handelsüblichen Tinten eindeckte. Nachfolgende Untersuchungen im Raman-Scanner zeigten die erstaunlichen spektralen Fingerabdrücke der Pigmente. Die Partikel wiesen zudem eine bestimmte Größe auf, die es ihnen ermöglicht, passiv in Tumore einzudringen. Gleichzeitig sind sie groß genug, um im Tumor auch zurückgehalten zu werden und damit für eine gewisse Zeit erkennbar bleiben.

Referenzen:
USC Viterbi https://viterbischool.usc.edu/news/2020/08/using-tattoo-ink-to-find-cancer

A colorful approach towards developing new nano-based imaging contrast agents for improved cancer detection, Biomaterial Science; https://doi.org/10.1039/D0BM01099E

#tattoo #tattootinte #kontrastmittel #tumorerkennung #onkologie #farbstoffe #nanopartikel #krebssonden #krebs #frueherkennung #usc #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Onkologie Wissenschaft

Strahlentherapie: Gene beeinflussen Wirksamkeit

Eines der grossen Rätsel der Krebsforschung ist, wieso bestimmte Patienten auf eine Strahlentherapie besser ansprechen als andere. Wissenschaftler der Universität Bern haben nun in enger Zusammenarbeit mit dem niederländischen Krebsforschungszentrum in Amsterdam entdeckt, welche Gene hierfür eine wichtige Rolle spielen. Daraus ergeben sich neue Erkenntnisse für die Krebsbehandlung.

„Wir hoffen, dass unserer Erkenntnisse dazu beitragen die Aussichten auf Erfolg einer Strahlentherapie besser vorherzuzsagen, zudem können die Ergebnisse dazu verwendet werden, neue Medikamente zu entwickeln, welche die Effizienz der Radiotherapie verbessern könnten“, so Prof. Sven Rottenberg, Universität Bern.

Das Team um Rottenberg untersuchte mittels genetischen Screenings die Selbstreparatur von Krebszellen. Dabei stiessen sie auf entscheidende Schwachstellen: Wenn bestimmte Reparatur-Gene in Krebszellen fehlen, sind diese unfähig, sich nach der Bestrahlung selber zu reparieren. Dies konnten die Forschenden im Tiermodell und in menschlichen Zellen nachweisen. Wenn diese Gene fehlen, besteht somit eine gute Chance, dass die Strahlentherapie erfolgreich sein wird. Rottenberg: „Unsere Erkenntnisse zeigen, wie wichtig eine personalisierte Krebstherapie ist, welche die genetische Prädisposition der Betroffenen berücksichtigt.“

Referenzen:

Universität Bern; Cancer Institute Amsterdam

Functional radiogenetic profiling implicates ERCC6L2 in non-homologous end joining; Cell Reports, 25.8.2020; https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)31053-6

#strahlentherapie #radiotherapie #krebs #selbstreparatur #krebszellen #reparaturgene #ercc6l2 #genetischedisposition #tumor #erc #onkologie #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva