Wie Tumore die Blutbarriere bei Patienten mit Hirntumoren schwächen erklärt

Eine neue Studie an Mäusen legt nahe, dass ein Grund für die schnelle Ausbreitung des Glioblastoms - der häufigste und aggressivste Hirntumor beim Menschen - darin besteht, dass die Krebszellen Blutgefäße im Gehirn entführen und ernähren und so die Blut-Hirn-Schranke schwächen. Die Forscher vermuten, dass ihre Entdeckung zu neuen Möglichkeiten führen könnte, Hirntumoren abzutöten, die die Schwäche nutzen, um in den frühen Stadien des Krebses gezielt Medikamente in das Gehirn zu bringen.

Harald Sontheimer, Professor für Neurobiologie an der Universität von Alabama in Birmingham, und seine Kollegen berichten über die Ergebnisse in der Zeitschrift Naturkommunikationen. Er sagt, sie fanden die meisten Hirntumorzellen mit Blutgefäßen assoziiert und:

"Diese Zellen scheinen die Schiffe als Autobahnen zu benutzen, um große Entfernungen im Gehirn zurückzulegen."

Das Glioblastom ist der verheerendste und häufigste Hirntumor bei Erwachsenen. Laut dem National Cancer Institute wird es in den USA im Jahr 2014 schätzungsweise 23.380 neue Fälle und 14.320 Todesfälle durch Gehirn- und andere Nervensystem-Krebsarten geben.

Die aktuellen Standardbehandlungen für Glioblastom sind Chemotherapie, Bestrahlung und Chirurgie, aber selbst wenn Patienten alle drei erhalten, ist ihre Prognose oft schlecht.

Blut-Hirn-Schranke ist wie eine "intelligente" Hülle um das Gehirn

Die Blut-Hirn-Schranke ist wie eine intelligente Hülle, die das Gehirn vor Fremdstoffen schützt, die aus dem Blutkreislauf in das Gehirn gelangen könnten. Es transportiert auch essentielle Moleküle zum und vom Gehirn und dem Blutkreislauf.

Zu diesem Zweck hat die Blut-Hirn-Schranke "tight junctions", die engpassende Dichtungen zwischen den Endothelzellen seiner Blutgefäße bilden.

Die Blutgefäße der Blut-Hirn-Schranke enthalten auch Astrozytenzellen, die endfusslange Projektionen haben, die 90% ihrer Oberfläche bedecken. Die Endfüßchen setzen Moleküle frei, die die Tight Junctions kontrollieren, und sie regulieren auch den Blutfluss im Gehirn, indem sie andere Moleküle freisetzen, die die Blutgefäße ausdehnen oder zusammenziehen.

Für ihre Studie verwendeten Prof. Sontheimer und seine Kollegen Fluoreszenzfarbstoffe und eine Vielzahl von bildgebenden Verfahren in Mausmodellen des Glioblastoms, um zu sehen, wie sich Tumorzellen im Gehirn bewegen und wie sie mit anderen Zellen und Blutgefäßen in Verbindung stehen. Sie konzentrierten sich auf die Interaktionen zwischen Glioblastomzellen, Astrozyten und Blutgefäßen.

Hirntumorzellen können im Frühstadium der Krankheit anfälliger für Medikamente sein

Sie fanden heraus, dass außerhalb der Hauptmasse des Tumors fast alle Glioblastomzellen in dem Raum zwischen den astrozytischen Endfüßen und der äußeren Oberfläche der Blutgefäße gesammelt wurden. Es schien, dass die Krebszellen das Netzwerk kleiner Blutgefäße als Gerüst benutzten, um ihre Migration entlang der Blutgefäße zu steuern, während sie Nährstoffe aus dem Blut herausleiteten.

Das Glioblastom ist der verheerendste und häufigste Hirntumor bei Erwachsenen.

Es stellte sich auch heraus, dass die Glioblastomzellen die Kontrolle über den Blutfluss in der Blut-Hirn-Schranke von den Astrozyten weglockerten, die Tight Junctions lösten und zu einem Abbau der Barriere führten.

Das Team war erstaunt, dass sehr kleine Gruppen von Glioblastomzellen - sogar einzelne Zellen - die Blut-Hirn-Schranke in den frühen Stadien der Krankheit schwächen konnten.

Prof. Sontheimer sagt, es sieht in einem frühen Stadium der Erkrankung so aus, als dringen sie in die Blutgefäße ein, die Tumorzellen sind nicht vollständig durch die Blut-Hirn-Schranke geschützt. Dies bedeutet, dass sie an diesem Punkt anfällig für Medikamente sein könnten, die über die Blutbahn ins Gehirn abgegeben werden:

"Wenn diese Ergebnisse bei Menschen zutreffen, könnte die Behandlung mit anti-invasiven Wirkstoffen bei neu diagnostizierten Glioblastompatienten von Vorteil sein."

Das Team sagt, dass ein besseres Verständnis darüber, wie Tumorzellen und die Blut-Hirn-Schranke interagieren, zu erfolgreicheren Wegen zur Behandlung von Glioblastom-Patienten führen kann. Sie fordern mehr Studien, um zu untersuchen, wie die Blut-Hirn-Schranke reguliert wird und wie genau Tumorzellen die Kontrolle über Blutgefäße übernehmen, um zu wachsen und sich auszubreiten.

Mittel aus dem Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall, Teil der National Institutes of Health, half bei der Finanzierung der Studie.

Im Februar 2014 Medizinische Nachrichten heute Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...1/index.html Sie erfuhren, wie biomedizinische Ingenieure es geschafft haben, Nanofaser - Monorails zu erhalten, die Hirntumore in den Tod tragen. Schreiben in Naturmaterialienerklärte das Team, wie sie die Tendenz ausnutzt, dass Glioblastomzellen sich entlang Nervenfasern und Blutgefäßen ausbreiten, um sie stattdessen zu potenziell tödlichen Zielen zu locken.