Ein Darm-Organoid wächst in einer dreidimensionalen Matrix und zeigt ein...
Ein Darm-Organoid wächst in einer dreidimensionalen Matrix und zeigt ein krebsauslösendes Wachstumssignal (ERK) als grüne Fluoreszenz im Zellkern. Die Zellkerne von Kryptenzellen (rechts) zeigen hohe Aktivität, während differenzierte Epithelzellen (links) niedrige Aktivität aufweisen.

Quelle: Markus Morkel / Charité – Universitätsmedizin Berlin

News • Forschung

Einzelzelluntersuchungen decken unerwartete Unterschiede von Darmkrebszellen auf

Krebs entsteht oft durch Veränderungen in Genen, die für die Kommunikation und die Informationsverarbeitung in Zellen wichtig sind. Viele moderne Therapien setzen daher darauf, in diese veränderten Informationskanäle der Zellen einzugreifen. Wissenschaftlern vom Deutschen Krebskonsortium DKTK an der Charité – Universitätsmedizin Berlin ist es nun gelungen, auf Einzelzellebene Auswirkungen charakteristischer Genmutationen zu beschreiben. Dieser experimentelle Ansatz könnte der Behandlung von Darmkrebs neue Wege eröffnen.

Beim Darmkrebs sind zwei Gene besonders häufig mutiert, die als KRAS und BRAF bezeichnet werden. Die genetischen Veränderungen in KRAS oder BRAF aktivieren in beiden Fällen denselben Signalweg. Als Reaktion auf diese Signale beginnen die Zellen, sich unkontrolliert zu teilen.

Bislang gingen die Mediziner davon aus, dass die Veränderungen in diesen beiden Genen zu ähnlichen Wachstumssignalen in allen Krebszellen führen. Diese Annahme scheint jedoch falsch zu sein, wie die Wissenschaftler um Markus Morkel und Nils Blüthgen vom Deutschen Krebskonsortium (DKTK) an der Charité – Universitätsmedizin Berlin nun im Detail untersucht haben. „Wir waren überrascht, dass Mutationen im KRAS-Gen beim Darmkrebs nur in einem Teil der Krebszellen eine Zellantwort auslösten, in anderen jedoch nicht. Der Unterschied scheint in der Zelldifferenzierung zu liegen, das heißt, im Bestreben der Krebszelle, zu einem bestimmten Zelltyp auszureifen. Das mutierte BRAF-Gen hingegen aktivierte die Wachstumssignale in allen Zellzuständen“, fasst Morkel die wesentliche Entdeckung der Studie zusammen. Der KRAS- Signalweg spielt eine wichtige Rolle für die Zellteilung und ist daher ein zentraler Ansatzpunkt für die zielgerichtete Therapie von Darmkrebs.

Dieser Artikel könnte Sie auch interessieren

Photo

News • Biomarker Wnt

Darmkrebs: Unterschiedliche Signalwege bringen Zellen auf die falsche Bahn

Signalmoleküle der Wnt-Familie gehören zu den wichtigsten Botenstoffen, damit sich unsere stark beanspruchte Darmschleimhaut fortwährend erneuern kann. Gleichzeitig ist ein „Zuviel" an Wnt ein häufiger Auslöser für Darmkrebs. Wnt gilt deshalb als wichtiger Biomarker und therapeutischer Angriffspunkt. Welche zelluläre Antwort durch Wnt ausgelöst wird, kann dabei einen günstigen…

Für Tumoren mit verändertem KRAS – dies betrifft fast die Hälfte aller Darmkrebsfälle in Deutschland – gibt es bisher noch keine gezielte Therapieoption. Die neuen Studienergebnisse sind daher sehr wichtig, um langfristig die Behandlung von Darmkrebs zu optimieren. Da beim Darmkrebs mit mutiertem KRAS jeweils nur ein Teil der Zellen veränderte Wachstumssignale weiterleitet, bleibt der Tumor insgesamt sehr heterogen. Das macht ihn für Therapien sehr schwer zugänglich. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Therapien zukünftig kombiniert werden müssen, um die Darmkrebszellen zunächst zu synchronisieren, also in einen einheitlichen Zustand zu bringen. Neben der grundlagenwissenschaftlichen Bedeutung könnte diese Entdeckung auch klinisch relevant sein, da unsere Untersuchungen helfen können, zukünftige zielgerichtete Kombinationstherapien zu entwickeln“, ordnet Blüthgen die Bedeutung der Studiendaten ein.

Möglich machte diese Ergebnisse die Einzelzellanalyse. Mit deren Hilfe sind Wissenschaftler heute in der Lage, Unterschiede zwischen Tausenden einzelner Zellen eines Gewebes, wie z. B. des Darmgewebes, gezielt zu erforschen. Darüber hinaus nutzten Morkel und Kollegen die sogenannte Organoid-Technologie. Das Besondere daran: Aus Operationsmaterial gewonnene Zellen des Krebsgewebes wachsen im Labor zu dreidimensionalen Strukturen heran. Zusätzlich setzten die Forscher Computersimulationen ein, um zu verstehen, an welcher Stelle die Signalverarbeitung von der Zelle selbst blockiert werden kann. Die Krebszelle ist laut der Studienergebnisse in der Lage, die Informationskette für die unkontrollierte Zellteilung an bestimmten Punkten an- oder auszuschalten. Dies erklärt auch die häufige Beobachtung, dass bestimmte Signalwege innerhalb eines Darmtumors eben nicht in allen, sondern lediglich in einem Teil der Krebszellen aktiv sind – und das hat wiederum Auswirkungen auf die Behandelbarkeit der Tumoren.

Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum

05.07.2019

Mehr aktuelle Beiträge lesen

Verwandte Artikel

Photo

News • Vom Bild zum Gen

Minitumoren zeigen künftige Therapieoptionen bei Darmkrebs auf

Forscher am DKFZ kombinieren mikroskopische und genetische Hochdurchsatzverfahren mit maschinellem Lernen und zeigen so im Organoid-Modell, welche Medikamente Potenzial gegen Darmkrebs haben.

Photo

News • KI-Ansatz gegen Darmkrebs

Deep Learning erkennt molekulare Muster von Krebs

Eine neue KI-Plattform kann genomische Daten extrem schnell analysieren. Sie filtert wesentliche Muster heraus, um Darmkrebs zu klassifizieren und die Entwicklung von Wirkstoffen zu verbessern.

Photo

News • Onkologische Datensätze

Klüger im Schwarm: Dezentrale KI gegen Darmkrebs

Ein Forscherteam an der Uniklinik RWTH Aachen hat den erfolgreichen Einsatz von Swarm Learning (SL) in großen, multizentrischen Datensätzen im Bereich Darmkrebs nachgewiesen.

Verwandte Produkte

MolGen – PurePrep 96

Extraction

MolGen – PurePrep 96

MolGen
Canon – Alphenix 4D CT

Multi-Modality Suites

Canon – Alphenix 4D CT

Canon Medical Systems Europe B.V.
Canon - Aquilion Exceed LB

Oncology CT

Canon - Aquilion Exceed LB

Canon Medical Systems Europe B.V.
Canon – Aquilion LB

Oncology CT

Canon – Aquilion LB

Canon Medical Systems Europe B.V.
Newsletter abonnieren