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Immuntherapie gegen Krebs: Botenstoff lässt Adern schrumpfen

27.04.2017 / Die Immuntherapie mit T-Zellen weckt bei an Krebs Erkrankten große Hoffnungen. Beim Blutkrebs gibt es erste Erfolge, doch solide Tumoren stellen Forschende vor große Probleme. Eine wichtige Rolle bei der Therapie hat der Botenstoff Interferon-Gamma, den die T-Zellen abgeben. Er schneidet dem Krebs die Blutversorgung ab, wie eine Studie im Fachjournal Nature zeigt.

Das Immunsystem ist die mächtigste Waffe des Körpers gegen Krankheiten. Wie wäre es, wenn man sie gegen den Krebs einsetzen könnte? Forscherinnen und Forscher versuchen das seit langem und nutzen dafür etwa T-Zellen, einen speziellen Typ von Immunzellen. Wie ein mobiles Einsatzkommando patrouillieren sie nach einem Training durch den Körper, erkennen Krebszellen und töten sie ab. In ersten klinischen Versuchen ist diese Strategie bereits relativ erfolgreich – jedoch meist nur gegen Krebserkrankungen ohne Geschwulste, etwa Blutkrebs.

Bei Blutkrebs erfolgreich, bei soliden Tumoren weniger
Große, solide Tumoren stellen T-Zellen dagegen mitunter vor große Probleme. Anders als im Blut schwimmende Krebszellen können sie kompakte Geschwulste schlecht angreifen. Der Tumor schwächt die Angreifer mit hemmenden Signalen.

Die Wissenschaftler um Dr. Thomas Kammertöns, Prof. Thomas Blankenstein, Prof. Hans Schreiber und Christian Friese suchen nun zusammen mit ihrem Forschungsteam an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), dem Berlin Institute of Health (BIH) und der Einstein-Stiftung nach Auswegen.

Sie untersuchten in einer Studie im Fachjournal Nature, wie die Botenstoffe von T-Zellen die direkte Umgebung des Tumors beeinflussen. Dazu zählen etwa das Bindegewebe oder die Adern, die den Tumor versorgen.

T-Zellen geben neben dem Tumor-Nekrose-Faktor das Molekül Interferon-Gamma (IFN-Gamma) ab, über dessen genaue Wirkungsweise bisher wenig bekannt war. „Wir wussten, dass IFN-Gamma maßgeblich über die Tumormikroumgebung gegen den Krebs wirkt,“ sagt Kammertöns. „Wir wollten nun herausfinden, welche Zellen genau das Ziel der Botenmoleküle sind.“

 Blutgefäße ziehen sich zurück
Die Forscherinnen und Forscher züchteten genetisch veränderte Mäuse, die die Krebserkrankung nachbildeten. Darunter waren Tiere, bei denen nur die Zellen der Blutgefäße für das Botenmolekül empfänglich waren. 

In diesen Mäusen drängte das IFN-Gamma die Adern aus den Tumoren zurück. Die Versorgung mit Sauerstoff und Nahrung brach zusammen und die Geschwulste starben ab. Diesen Prozess konnte das Forschungsteam mikroskopisch an lebenden Mäusen detailliert beobachten. Doch nur die Zellen der Blutgefäße reagierten auf den Botenstoff. Als die Forscher den Wirkstoff gezielt auf andere Zelltypen richteten, wuchsen die Tumoren unverändert weiter.

Diese Befunde erklären die bereits bekannte Kraft des Moleküls. „IFN-Gamma ist eine der wichtigsten Waffen, die den T-Zellen zur Verfügung stehen“, sagt Thomas Kammertöns.

Studienleiter Thomas Blankenstein sagt: „Zusammen mit dem Tumor-Nekrose-Faktor bildet IFN-Gamma ein starkes Team. TNF bringt die Tumorgefäße zum Platzen und öffnet dadurch das Gewebe. IFN-Gamma schneidet die Blutversorgung ab und hält den Tumor längerfristig in Schach.“ 

Die Therapie optimieren
Die Forscher gewannen so Anhaltspunkte für eine verbesserte T-Zell-Therapie gegen solide Krebstumoren. Thomas Blankenstein kommentiert: „Wir wollen genau verstehen, wie T-Zellen Tumoren angreifen. Die Zerstörung der Infrastruktur eines Tumors ist vermutlich wirkungsvoller als das Abtöten jeder einzelnen Krebszelle.“ 

„Unsere Erkenntnisse haben eine Bedeutung über die Tumortherapie hinaus“, sagt Thomas Kammertöns. „Interessanterweise ähnelt der Mechanismus, wie IFN-Gamma solide Tumoren eliminiert, der physiologischen Rückbildung von Gefäßen während der Entwicklung. Er stört die schnelle Wundheilung. Möglicherweise beeinflusst IFN-Gamma auch die Bildung von neuen Adern nach Schlaganfällen oder Herzinfarkten. Daher würden wir gern herausfinden, welche molekularen Abläufe dahinterstecken.“


Thomas Kammertoens et al. (2017): „Tumour ischaemia by interferon-γ resembles physiological blood vessel regression.“ Naturedoi:10.1038/nature22311 

 

Abstract: The relative contribution of the effector molecules produced by T cells to tumour rejection is unclear, but interferon-γ (IFNγ) is critical in most of the analysed models. Although IFNγ can impede tumour growth by acting directly on cancer cells, it must also act on the tumour stroma for effective rejection of large, established tumours. However, which stroma cells respond to IFNγ and by which mechanism IFNγ contributes to tumour rejection through stromal targeting have remained unknown. Here we use a model of IFNγ induction and an IFNγ–GFP fusion protein in large, vascularized tumours growing in mice that express the IFNγ receptor exclusively in defined cell types. Responsiveness to IFNγ by myeloid cells and other haematopoietic cells, including T cells or fibroblasts, was not sufficient for IFNγ-induced tumour regression, whereas responsiveness of endothelial cells to IFNγ was necessary and sufficient. Intravital microscopy revealed IFNγ- induced regression of the tumour vasculature, resulting in arrest of blood flow and subsequent collapse of tumours, similar to non- haemorrhagic necrosis in ischaemia and unlike haemorrhagic necrosis induced by tumour necrosis factor. The early events of IFNγ-induced tumour ischaemia resemble non-apoptotic blood vessel regression during development, wound healing or IFNγ- mediated, pregnancy-induced remodelling of uterine arteries. A better mechanistic understanding of how solid tumours are rejected may aid the design of more effective protocols for adoptive T-cell therapy.
 

Quelle: https://insights.mdc-berlin.de/de/2017/04/immuntherapie-gegen-krebs-botenstoff-laesst-adern-schrumpfen/

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