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Schematische Darstellung eines Tumors im Gehirn.
Welche molekularen Ursachen sind für die Verwandlung der Tumorzellen verantwortlich? © Sebastian Kaulitzki / iStock / Thinkstock

Gliome: Warum Hirntumore entarten

Gliome zählen zu den verbreitetsten Hirntumoren. Viele werden nach einer Phase des langsamen Wachstums sehr bösartig. Ein Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Murat Günel von der Yale School of Medicine in New Haven (USA), zu dem auch Forscher aus der Neurochirurgie des Universitätsklinikums Bonn gehören, konnte die molekularbiologischen Veränderungen entschlüsseln, die zu dieser gefährlichen Verwandlung der Tumorzellen führen.

Unter dem Begriff „Gliom“ werden verschiedene Hirntumore zusammengefasst, die fast ein Drittel aller Tumoren des Zentralnervensystems ausmachen. Ihnen gemeinsam ist, dass sie aus Gliazellen entstehen, nicht aus den eigentlichen, benachbarten Nervenzellen im Gehirn. Ein internationales Forscherteam um den Wissenschaftler Prof. Dr. Murat Günel hat nun untersucht, welche Gene am Fortschreiten eines wichtigen Teils der Gliome beteiligt sind.

„Viele Gliome wachsen zunächst nur langsam“, berichtet Prof. Dr. med. Matthias Simon, stellvertretender Klinikdirektor der Neurochirurgischen Universitätsklinik Bonn. „Häufig erst wenn die Tumoren wiederkehren, werden sie bösartig und schnell fortschreitend.“ Die zentrale Frage des Forscherteams war, welche molekularen Ursachen für die erstaunliche Verwandlung der Tumorzellen verantwortlich sind.

Die Wissenschaftler untersuchten Tumorproben von insgesamt 41 Patienten, bei denen ein Gliom mit einer charakteristischen Erbgutveränderung (IDH1-Gen-Mutation) operiert worden war.

Proben ermöglichen Vergleich von frühen und späten Gliom-Stadien
Röntgenbilder von Patientengehirn
Gehirns einer Patientin mit einem Gliom (rote Pfeile; obere Reihe), das bereits zum Zeitpunkt der ersten Operation begonnen hatte zu entarten. Untere Reihe: Nachgewachsener, jetzt sehr bösartiger Tumor (gelber Pfeil). © M. Simon/Neurochirurgie/UKB

Von denselben Patienten waren auch Proben verfügbar, die mehrere Jahre später bei weiteren Operationen entnommen wurden und damit das bösartige Stadium der wiederkehrenden Gliome repräsentierten. Darüber hinaus konnten von 20 Patienten auch Blutproben genutzt werden. „Diese Proben boten eine einzigartige Gelegenheit, diese Entwicklung der Gliome mit genetischen, zellbiologischen und molekularen Verfahren zu untersuchen“, berichtet Prof. Simon.

Die Wissenschaftler um Prof. Günel fanden in den wiederkehrenden und dann umso rasanter fortschreitenden Tumoren zahlreiche für das jeweilige Stadium charakteristische Veränderungen im Erbgut. Teils waren sie auch darauf zurückzuführen, dass die Krebszellen bestimmte Gene an- oder abschalteten oder die Genaktivität hoch- oder herunterregulierten. „Diese Veränderungen beeinflussen wiederum Signalwege auf eine Weise, die Gliome vom weitgehend friedlichen Stadium in ein bösartiges umwandeln“, berichtet Prof. Simon.

Durch den Vergleich der genetischen Landkarten der Gliome im anfänglichen und späteren Stadium konnte das Forscherteam grundlegende molekulare Mechanismen entschlüsseln, die für das Fortschreiten und die zunehmende Gefährlichkeit dieser speziellen Hirntumoren verantwortlich sind. „Diese Ergebnisse können dazu dienen, potenzielle Ansatzpunkte für neue Therapien zu erkennen und darauf aufbauend neue Behandlungsverfahren zu entwickeln“, sagt Prof. Simon. Im Labor ist das bereits gelungen. Es werde aber noch eine Zeit lang dauern, bis davon auch Patienten profitieren.

Quelle: Universität Bonn

Originalpublikation: Publikation: Integrated Genomic Characterization of IDH1 Mutant Glioma Malignant Progression, Fachjournal „Nature Genetics“, DOI: 10.1038/ng.3457

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