Krebs

Chemotherapie, Bestrahlung und Operation sind noch immer die wichtigsten Säulen der Krebstherapie. Mediziner, Chemiker und Biologen weltweit forschen an neuen Therapien gegen Krebs. Eine noch recht junge Waffe ist die Krebsimmuntherapie. Dabei wird das körpereigene Immunsystem des Patienten in die Bekämpfung des Tumors mit eingebunden.

Das Immunsystem des Menschen kann auch Turmorzellen grundsätzlich erkennen und bekämpfen. Wenn Krebs entsteht, ist es den Zellen gelungen, die Körperabwehr zu umgehen. Bei der Krebsimmuntherapie versuchen Forscher die Körperabwehr so zu manipulieren, dass sie die Krebszellen erkennt und angreift. Ein vielversprechender Ansatz ist die sogenannte adoptive Immuntherapie. Hierbei gewinnen die Forscher T-Zellen aus dem Blut von Krebspatienten. Im Labor statten sie die Zellen dann mit einem spezifischen Rezeptor aus und vermehren sie. Diese Vielzahl veränderter T-Zellen, auch als CAR-T-Zellen bezeichnet, kann den Tumor dann im Körper des Patienten effektiv bekämpfen. Wissenschaftler am Deutschen Krebszentrum (DKFZ) und dem Max-Delbrück-Centrum (MDC) forschen in der Helmholtz-Gemeinschaft an dieser Behandlungsmethode.

Immuntherapie gegen Krebs: Impfungen, Antikörper, neue Wirkstoffe

Informationsblatt Immuntherapie

Ein Tumor ist keine Masse gleichartiger Zellen. Bei vielen Krebsarten hat man neben "normalen" Krebszellen Krebsstammzellen nachgewiesen. Sie sorgen immer wieder für Nachschub an neuen Krebszellen. Und sie befinden sich oft in einem Ruhezustand, der sie wenig empfindlich für Strahlen- und Chemotherapie macht. Die Stammzellen machen je nach Tumorart und Stadium einer Krebserkrankung nur einen Bruchteil des Tumors aus. Die Suche nach ihnen gleicht also einer Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Das Ziel der Forschung ist deswegen nicht nur, die relativ seltenen Tumorstammzellen zu identifizieren, sondern auch eine gezielte Therapie zur Bekämpfung zu finden. Die Forschung am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) befasst sich mit der Identifizierung der äußeren Erkennungsmerkmale von Krebsstammzellen, also den sogenannten Biomarkern. Diese sind nur für einen bestimmten Tumor charakteristisch und demnach für eine passende und erfolgreiche Behandlung unabdingbar. Die Forscher wollen herausfinden, wie die Krebsstammzellen aus dem Tiefschlaf geweckt und damit für die Chemotherapie sensibilisiert werden können.

Krebsstammzellen: Die Wurzel allen Übels

In jeder Zelle gibt es ein kompliziertes genetisches Programm, das die Zellteilung reguliert. Eine Vielzahl von Genen ist daran beteiligt. Es gibt Gene, die die Zellteilung beschleunigen und Gene, die das Zellwachstum kontrollieren. Hinzu kommen Gene, die den programmierten Zelltod auslösen, wenn die Zelle sich unkontrolliert teilt. Krebs ist die Ursache von vielen kleinen Veränderungen in diesen Genen, die am Ende dazu führen, dass sich Zellen unkontrolliert vermehren und dem programmierten Zelltod (Apoptose) entgehen.

Dabei sind sogenannte Krebsgene, die die Zellteilung beschleunigen, durch die genetischen Veränderungen überaktiv. Tumorsupressorgene hingegen, die das Zellwachstum kontrollieren, sind in Krebszellen häufig inaktiviert. Seit in den 1980er Jahren die ersten genetischen Veränderungen, die zu Krebs führen, entdeckt wurden, haben Krebsforscher viel über die genetischen Zusammenhänge in einer Krebszelle gelernt. Über die Aufschlüsselung der Gene sind sie manchmal sogar in der Lage, vorherzusagen, wie sehr ein Tumor zur Metastasenbildung neigt. Das entdeckte Gen MACC1 zum Beispiel ist ein wichtiger Biomarker und spielt eine wichtige Rolle bei Lungen-, Magen-, Brust- und Leberkrebs. Solche Marker sind für die Diagnose, Prognose und Vorhersage von Therapieerfolgen bei Krebspatienten relevant. Diese genomweite Analyse genetischer Veränderungen ist wesentlicher Bestandteil der Forschung.

Den Krebs verstehen lernen 

Krebsentstehung - Wie aus gesunden Zellen Tumorzellen werden

Ziel jeder Strahlentherapie ist es, das Tumorgewebe zu zerstören oder so stark zu schädigen, dass es nicht mehr unkontrolliert wächst. Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten, ultraharten Röntgenstrahlen belasten geladene Teilchen wie Protonen das gesunde Gewebe weniger, während sie gleichzeitig kranke Zellen sehr effektiv vernichten. Die Therapeuten können den Strahl so einstellen, dass das hinter der Krebsgeschwulst liegende gesunde Gewebe nicht geschädigt wird - ein erheblicher Vorteil etwa für Krebserkrankungen im Gehirn, in der Nähe des Hirnstamms oder des Rückenmarks.

Um Protonen zu erzeugen, sind bisher große und teure Beschleunigeranlagen nötig. Deshalb arbeiten Forscher am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) daran, Teilchen mithilfe von intensivem Laserlicht zu beschleunigen. Ihr Ziel sind kompakte Anlagen für die Strahlentherapie mit Protonen. Derzeit wird diese Therapieform in Deutschland nur an vier universitären Zentren - darunter Dresden - angeboten. Für einen breiteren Einsatz ist es aber auch wichtig, die Bestrahlung in Echtzeit überwachen zu können, denn Teilchenstrahlen geben auf einem nicht einmal stecknadelgroßen Punkt im Körper einen Großteil ihrer Energie ab. Gemeinsam mit Kollegen vom Dresdner OncoRay-Zentrum beschäftigen sich die HZDR-Forscher damit, wie sich die exakte Dosis der Protonen vor und während der Bestrahlung bestimmen lässt. Damit wollen sie die heute schon sehr hohe Präzision der Protonentherapie weiter verbessern.

Institut für Radioonkologie - OncoRay

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Charité, Universitätsmedizin Berlin, führen seit etwa 20 Jahren gemeinsam die Protonentherapie von Augentumoren in Berlin durch. Die Anlage am Wannsee ist in Deutschland einmalig. Hier werden zwei Teilchenbeschleuniger kombiniert, um Protonen auf knapp 40 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Augentumore werden gezielt und punktuell mit den hochenergetischen Teilchen bestrahlt. Von den 500 bis 600 Menschen, die in Deutschland von einem Augentumor betroffen sind, werden jährlich etwa 200 mittels Augentumortherapie am HZB behandelt. Bei über 95 % der Patienten kann das Tumorwachstum dadurch kontrolliert werden. Bei etwa 94 Prozent der großen Tumore bleibt das Auge sowie in der Mehrzahl der Fälle auch die Sehkraft des Auges erhalten. Bislang konnten mehr als 3.000 Patienten aus Deutschland und den Nachbarländern am HZB therapiert werden. 

Augentumortherapie am HZB

Jeder Mensch besitzt eine ganz persönliche genetische Disposition. Bei Krankheiten reagiert also auch jeder Mensch anders auf Therapien. Das ist die Grundlage der personalisierten Medizin. Mit ihr soll jeder Patient eine Therapie erhalten, die so weit wie möglich an seine individuelle genetische Ausstattung angepasst ist - auch in der Onkologie. Auch jeder Tumor hat sein eigenes genetisches Muster. Das heißt, Medikamente werden gezielt so verordnet, dass sie sich gegen bestimmte molekulare Merkmale eines Tumors richten. Denn die molekularen Veränderungen in einer Zelle können für die Therapie relevanter sein als der Ort, an dem der Krebs entstanden ist. Diese Veränderungen müssen jedoch zunächst analysiert werden. Das geschieht etwa durch molekulargenetische Untersuchungen von Tumoren. Gesucht wird dabei nach besonderen Veränderungen, die die Tumorzelle charakterisieren und die auch Ursache des Tumorwachstums sind. Hat man dabei entsprechende Biomarker, also spezifische Veränderungen der Tumorzelle entdeckt, lässt diese sich exakt behandeln. So können die individuellen Veränderungsmuster eines jeden Patienten berücksichtigt und die verfügbaren Wirkstoffe und Therapien optimal für die Behandlung genutzt werden.

Ziel der Forschung am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg ist es aber nicht nur, Veränderungen zu identifizieren und zu charakterisieren, sondern auch, den Mechanismus dahinter zu verstehen.

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