Stammzellen, die krebstötende Toxine freisetzen, bieten eine neue Hirntumor-Behandlung

Eine neue Methode zur Verwendung von Stammzellen zur Bekämpfung von Hirntumoren ist in einer in der Zeitschrift veröffentlichten Proof-of-Concept-Studie offenbart StammzellenDort beschreiben Wissenschaftler, wie sie die Zellen dazu gebracht haben, Toxine zu produzieren und freizusetzen, die nur Tumorzellen töten.
Die Forscher gentechnisch manipulierte Stammzellen, um Toxine herzustellen und auszuscheiden, die Hirntumorzellen abtöten, ohne selbst betroffen zu sein.

Unter der Leitung von Dr. Khalid Shah, einem Neurowissenschaftler am Harvard Stem Cell Institute, der Harvard University in Cambridge, Massachusetts, und dem Massachusetts General Hospital (MGH) in Boston, MA, entdeckten die Wissenschaftler, dass die Toxin-freisetzenden Stammzellen Krebszellen abgaben hinterher in Mäusegehirnen nach Tumorentfernung.

In kürzlich veröffentlichten Arbeiten zeigte Dr. Shah, wie mit Herpes beladene Stammzellen Hirntumoren abtöten können. In dieser neuen Studie beschreiben er und seine Kollegen, wie sie Stammzellen genetisch manipuliert haben, um Toxine herzustellen und auszuscheiden, die Gehirnkrebszellen abtöten, ohne selbst betroffen zu sein.

Die Toxine, die die Stammzellen produzieren, sind Zytotoxine - sie dringen in Zellen ein und töten sie innerhalb weniger Tage, indem sie ihre Fähigkeit, Proteine ??zu produzieren, stoppen, was verhindert, dass sie wachsen, sich teilen und vermehren.

Cytotoxine sind tödlich für alle Zellen, aber in den späten 1990er Jahren fanden Wissenschaftler eine Möglichkeit, sie zu markieren, so dass sie nur mit bestimmten Molekülen auf ihren Oberflächen in Krebszellen eindringen. Normale Zellen ohne die Oberflächenmoleküle sind unversehrt.

Dr. Shah, der das Molecular Neurotherapy and Imaging Lab an der MGH und der Harvard Medical School leitet, sagt:

"Krebsabtötende Toxine wurden mit großem Erfolg bei einer Vielzahl von Blutkrebsarten eingesetzt, aber sie funktionieren nicht so gut in soliden Tumoren, weil die Krebsarten nicht so zugänglich sind und die Toxine eine kurze Halbwertszeit haben."

Er und seine Kollegen legten die Stammzellen in eine Kapsel aus biologisch abbaubarem Gel, die sie nach der Entfernung in die Tumorstelle ablagerten. Dies schien die Probleme von Ansätzen zu überwinden, die versucht haben, gereinigte krebsabtötende Toxine in die Gehirne von Patienten zu liefern - Methoden, die in klinischen Versuchen nicht erfolgreich waren.

Das Team bittet um eine behördliche Zulassung für diese und andere Stammzelltechniken, die sie entwickelt haben, um mit der klinischen Studie fortzufahren.

Genetisch manipulierte Stammzellen, die gegen Zytotoxin resistent sind

Dr. Shah erklärt, dass sie vor ein paar Jahren gesehen haben, wie Stammzellen verwendet werden könnten, um solche therapeutischen Giftstoffe zur Behandlung von Gehirntumoren kontinuierlich zu liefern, aber das Problem bestand darin, wie die Toxine die Stammzellen selbst töten können.

Sie fanden schließlich einen Weg, die Stammzellen genetisch zu manipulieren, so dass sie den von ihnen produzierten Toxinen nicht erlagen:

"Jetzt haben wir toxinresistente Stammzellen, die krebsbekämpfende Medikamente herstellen und freisetzen können", fügt er hinzu.

Um dies zu erreichen, konstruierten sie menschliche neurale Stammzellen mit einer Mutation, die es dem Toxin nicht erlaubt, in der Zelle zu wirken. Sie fügten auch ein Stück genetischen Code ein, so dass die Stammzellen markiertes Toxin bilden und freisetzen können, das auf Krebszellen abzielt.

Wenn das Toxin in die Krebszellen eindringt, weil sie keine schützende Mutation haben, hören sie irgendwann auf zu arbeiten und sterben. Dr. Shah erklärt, wie sie diesen Effekt bei Mäusen getestet haben:

"Wir haben diese Stammzellen in einem klinisch relevanten Mausmodell für Hirntumore getestet, bei dem man die Tumoren reseziert und dann die in einem Gel eingekapselten Stammzellen in die Resektionshöhle implantiert."

Längeres Überleben bei Tieren mit chirurgisch entfernten Gehirntumoren

Nachdem wir die gesamte molekulare Analyse und Bildgebung durchgeführt haben, um die Hemmung der Proteinsynthese in Gehirntumoren zu verfolgen ", sagt Dr. Shah," sehen wir, wie die Toxine die Krebszellen abtöten und schließlich das Überleben in Tiermodellen von resezierten Hirntumoren verlängern. "

Das Team plant jetzt, die Ergebnisse von Experimenten mit Toxin-freisetzenden Stammzellen und die verschiedenen Arten von therapeutischen Stammzellen, die sie entwickelt haben, zusammenzuführen, um ihre Methode bei Mäusen mit Glioblastom, dem häufigsten Hirntumor bei Erwachsenen, zu verfeinern.

Dr. Shah erwartet, innerhalb von 5 Jahren mit klinischen Studien zu beginnen.

Die Studie wurde von den National Institutes of Health und der James S. McDonnell Foundation finanziert.

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