Doppelter Erfolg bei Osteosarkomen: Tumorunterdrückung und Knochenreparatur
Jedes Jahr wird bei über 3 Millionen Kindern und Jugendlichen der Knochentumor Osteosarkom diagnostiziert. Patientinnen und Patienten, bei denen ein Osteosarkom diagnostiziert wird, erhalten heute die gleiche Standardbehandlung, die bereits Ende der 1970er-Jahre eingeführt wurde: Tumorresektion und Chemotherapie. Bei knapp einem Drittel der Betroffenen kommt es jedoch zu einem Rückfall, wodurch erneuet Eingriffe erforderlich werden. Osteosarkomtumoren sind untrennbar mit ihrer lokalen Mikroumgebung verbunden, die aus Knochen-, Stroma-, Gefäß- und Immunzellen besteht. Diese Mikroumgebung gilt heute als wesentlich für das Tumorwachstum und als potenzielles Ziel für die Entwicklung neuer Therapien.
3D-Osteosarkom-Modell in vitro
In letzter Zeit wuchs das Interesse an der Verwendung von 3D-Kulturen zur Untersuchung der Komplexität der Tumor-Mikroumgebung, da die Situation in vivo besser erkennbar ist. Um dieses Ziel zu erreichen, hat das wissenschaftliche Team des Projekts PRINT-CHEMO ein neuartiges 3D-Modell des Osteosarkoms entwickelt, das eine Co-Kultur von mesenchymalen Stromazellen und Osteosarkomzellen in einem Hydrogel-Mikrotiterplatten-System enthält. Die Untersuchung wurde mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt und beinhaltete die Herstellung von Tumor-Sphäroiden, die frühe und späte Osteosarkomstadien modellierten. Diese zeigten großes Potenzial für das Hochdurchsatz-Screening von Wirkstoffen. „Unser Osteosarkom-Modell bietet eine einzigartige Plattform für das Screening potenzieller Therapiemöglichkeiten und Wirkstoffkonzentrationen für Osteosarkome im Früh- und Spätstadium“, erläutert die Forschungsbeauftragte der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen, Fiona Freeman.
Unterstützung der Knochenregeneration bei Osteosarkom-Betroffenen
Nach der chirurgischen Resektion des Tumors muss der Knochen der Erkrankten regeneriert werden. Der Einsatz von Gewebe-Entwicklungs-Strategien zu diesem Zweck ist nach wie vor umstritten. Darüber hinaus ist die Chemotherapie zwar wirksam bei der Bekämpfung des Krebszellwachstums, sie behindert aber auch die Regenerationsfähigkeit des Knochens erheblich. Daher wäre jede Strategie, welche die Knochenregeneration verbessern würde, für diese jungen Patientinnen und Patienten von großer Bedeutung. Um dieses Problem anzugehen, untersuchte PRINT-CHEMO das therapeutische Potenzial der microRNA-29b, die für ihre Rolle bei der Förderung der Knochenbildung durch Induzierung der Osteoblasten-Differenzierung und auch für die Unterdrückung des Wachstums von Prostata- und Glioblastom-Tumoren bekannt ist. Das Forschungsteam untersuchte, ob die lokale Verabreichung von microRNA-29b das Wachstum von Osteosarkom-Tumoren unterdrückt und die notwendigen Signale für die Heilung liefert. MicroRNAs wurden mit Nanopartikeln komplexiert und über ein injizierbares System in einem präklinischen Modell des Osteosarkoms lokal verabreicht. Die Forschenden stellten fest, dass die Kombination von microRNA-29b und systemischer Chemotherapie im Vergleich zur Chemotherapie allein zu einem Rückgang der Tumorlast um 45 %, einer signifikanten Verlängerung der Überlebenszeit und einem Rückgang der tumorbedingten Knochenosteolyse um 75 % führte. Diese krebshemmende und osteogenitätsfördernde Wirkung der microRNA-29b könnte auch auf andere Krebsarten übertragbar sein. „Unsere Ergebnisse zeigen nicht nur das therapeutische Potenzial der lokalisierten microRNA-Verabreichung bei der Unterdrückung von Osteosarkom-Tumoren, sondern auch ihr Potenzial zur Unterstützung der Knochenreparatur nach der Operation“, betont Freeman.
Ausweitung des therapeutischen Nutzens bei Knochenmetastasen
Die neuartige PRINT-CHEMO-Kombinationstherapie lässt sich problemlos in die derzeitige konventionelle Chemotherapie integrieren und kann so die klinischen Ergebnisse weiter verbessern. Knochen sind einer der häufigsten Orte für die Metastasierung von Krebszellen. Daher wäre jede Therapie, die das Knochentumorwachstum hemmt und gleichzeitig die Knochenregeneration fördert, von großem Nutzen. Dies gilt nicht nur für Osteosarkome, sondern für alle Krebserkrankungen mit Knochenmetastasen.
Schlüsselbegriffe
PRINT-CHEMO, Osteosarkom, Chemotherapie, microRNA-29b, Knochenregeneration, Tumorsuppression, Knochenmetastasen, mesenchymale Stromazellen, 3D-Modell