Eine neue Wirkstoffscreening-Plattform zur Bekämpfung von Hirnmetastasen
Hirnmetastasen betreffen bis zu ein Viertel aller an Krebs erkrankten Menschen. Doch leider sind die bisherigen Behandlungsmöglichkeiten nicht sehr effektiv und tragen nicht zur Verbesserung der Überlebenschancen bei. Ein großes Problem dabei ist das mangelnde wissenschaftliche Wissen über die therapeutischen Schwachstellen, die bei gezielter Ausnutzung den Weg zu besseren Behandlungen eröffnen. Um diese Wissenslücke zu schließen, entwickelten Forschende mit teilweiser Unterstützung des EU-finanzierten Projektes ALTER-brain das organotypische, kulturbasierte Wirkstoffscreening-System METPlatform. Die Plattform wird es erleichtern, die Auswirkungen unterschiedlicher Wirkstoffe auf Hirnmetastasen wissenschaftlich zu untersuchen, sodass geeignete Wirkstoffkandidaten schnell und kosteneffizient identifiziert werden können. Die entsprechende Studie wurde in der Fachzeitschrift „EMBO Molecular Medicine“ veröffentlicht.
Ein überlegenes Screening-System
Wie es in einer Pressemitteilung auf der Website des spanischen Krebsforschungszentrums (CNIO), dem Gastgeber von ALTER-brain, heißt, ist METPlatform „anderen gegenwärtigen [Systemen] haushoch überlegen“. Es lässt sich in der Laborumgebung problemlos nutzen, kommt ohne komplizierte Technologie aus, ist deutlich kostengünstiger als andere Methoden und kann Tierversuche ersetzen. Zudem arbeitet die Plattform sehr schnell: Ergebnisse liegen bereits innerhalb von sieben Tagen vor statt erst nach vielen Monaten, wie bei Versuchen mit Mäusen. Mit METPlatform ist die präklinische Forschung anhand von patienteneigenen Proben möglich. Proben von frischem metastasiertem Hirngewebe gehen von Krankenhäusern ein und werden dann mithilfe einer einfachen Methode verarbeitet, durch die sie innerhalb von einigen Tagen im Labor kultivierbar sind. Anschließend wird das Screening-System auf diese Kulturen angewendet, um hunderte Verbindungen gleichzeitig zu analysieren. „Krebs ist nicht allein der Tumor, sondern der Tumor und sein Kontext. Dieses System gestattet es uns nun, Patientenproben in einem realen Kontext zu untersuchen, in dem metastasierende Zellen in der Mikroumgebung des Tumors wachsen – in diesem Fall im Gehirn“, so Erstautor Dr. Manuel Valiente vom CNIO in derselben Pressemitteilung. Das Team prüfte mithilfe von METPlatform schließlich 114 Verbindungen, um zugelassene oder in klinischer Erprobung befindliche Wirkstoffe zu ermitteln, die sich zur Behandlung von Hirnmetastasen eignen könnten. Unter den identifizierten Anti-Tumor-Wirkstoffen war auch das Blut-Hirn-Schranken-gängige Hitzeschockprotein 90 (HSP90), das zuvor noch nie zur Behandlung von Hirnmetastasen getestet worden war. HSP90 ist ein häufig vorkommendes Chaperon-Protein, das bei vielen zellulären Prozessen eine entscheidende Rolle spielt: Es hilft anderen Proteinen dabei, sich korrekt zu falten, stabilisiert Proteine gegen Hitzestress und unterstützt den Proteinabbau. Vor allem aber stabilisiert es auch diverse Proteine, die für das Tumorwachstum benötigt werden, und ist genau deshalb zu einem wichtigen therapeutischen Ziel bei Krebs geworden. Die Studie legt nahe, dass HSP90-Inhibitoren von Nutzen sein könnten, da ihr Zielprotein bei Hirnmetastasen gehäuft vorkommt. METPlatform könnte sich zudem als Patientenavatar nützlich erweisen. Dr. Valiente fasst zusammen: „Mit Blick auf die Zukunft verfolgen wir das Ziel, diese Plattform in klinische Studien zu integrieren, damit wir den zur Verabreichung vorgesehenen Wirkstoff an den Gewebeproben der jeweils erkrankten Person testen können. Dadurch könnten wir schnellstmöglich feststellen, ob er tatsächlich wirksam sein wird, und uns zugleich mit einer Reihe von Wirkstoffen, die wir parallel dazu anhand derselben Gewebeproben testen könnten, besser auf mögliche Therapieresistenzen vorbereiten.“ ALTER-brain (Metastasis-associated altered molecular patterns in the brain) endet 2025. Weitere Informationen: Projekt ALTER-brain
Schlüsselbegriffe
ALTER-brain, Gehirn, Metastase, Screening, METPlatform, Wirkstoff, Tumor, Krebs, Protein, HSP90