Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus dem Jenaer Leibniz-Institut für Altersforschung ist Forschenden der BTU Cottbus-Senftenberg ein Durchbruch bei der Behandlung von Weichteiltumoren, die häufig im Kindesalter auftreten und bösartig sind, gelungen. Dieser Tumor kann überall im Körper entstehen und ist oft schwer zu entfernen. Das Forscherteam fand heraus, dass eine bestimmte Substanz, genannt TRPS1, in diesen Tumorzellen erhöht ist, die die normale Entwicklung von Muskelzellen behindert und Tumorwachstum fördert. Durch die Senkung des TRPS-1 in den Zellen können sich diese in normale Muskelzellen verwandeln. Daraus ergeben sich völlig neue Therapiemöglichkeiten bei der Krebsbehandlung.
Wachstum der Zellen und Ausbreitung des Tumors gestoppt
Forscher aus dem Leibniz-Institut für Alternsforschung in Jena und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg haben eine neue Behandlungsmethode für Weichteiltumore entdeckt, die häufig im Kindesalter auftreten und gefährlich sind.
Sie haben herausgefunden, dass sie das Wachstum dieser Tumore stoppen können, indem sie die Tumorzellen gezielt in Muskelzellen umwandeln. Das öffnet neue Wege für die Krebstherapie.
Der Fokus ihrer Arbeit lag auf dem Rhabdomyosarkom, einem häufigen Weichteiltumor bei Kindern, der mit der Skelettmuskulatur verbunden ist und überall im Körper auftreten kann. Es ist oft schwierig, diese Tumore vollständig zu entfernen, deshalb ist die Suche nach alternativen Behandlungsmethoden so wichtig.
Das Forschungsteam fand heraus, dass bei diesen Tumorzellen ein Protein namens TRPS1 stärker vorhanden ist. Normalerweise hilft dieses Protein, das Wachstum von Muskeln zu regulieren. Doch bei den Tumorzellen scheint es das Wachstum zu fördern.
Das Team fand auch heraus, dass wenn TRPS1 in normalen Muskelzellen übermäßig vorhanden ist, es die Muskelbildung stört. Sie kamen auf die Idee, dass sie das Tumorwachstum vielleicht verlangsamen könnten, indem sie die Menge an TRPS1 in den Tumorzellen reduzieren.
Und tatsächlich: Sie konnten zeigen, dass wenn sie die Menge an TRPS1 in den Tumorzellen reduzieren, diese Zellen beginnen, sich in Muskelzellen zu verwandeln. Wo vorher ein Tumor war, entstehen nun Muskelzellen, die nicht weiter wachsen.
Die Forscher glauben, dass dieser Ansatz eine wirksame neue Behandlung für diese Art von Tumor sein könnte. Sie hoffen, dass ihre Arbeit weitreichende Auswirkungen auf die Krebsforschung haben wird, insbesondere auf die Behandlung von Weichteiltumoren bei Kindern.
Rhabdomyosarkom: Ein bösartiger Tumor, der vom Muskelgewebe ausgeht, der häufigste Weichteiltumor im Kindesalter. Grundsätzlich können Rhabdomyosarkome überall dort vorkommen, wo Muskulatur ist. (Wikipedia)
TRSPS-1: Ein Protein im Körper, das eine wichtige Rolle bei der Regulation von Genen spielt. Gene in menschlichen Zellen können sich wie ein Lichtschalter vorgestellt werden: Sie können an- oder ausgeschaltet werden, um verschiedene Funktionen zu steuern. TRPS1 wirkt wie ein Sicherheitsbeamter, der entscheidet, welche Lichtschalter (oder Gene) eingeschaltet oder ausgeschaltet bleiben sollen. Bei manchen Erkrankungen, wie bestimmten Tumorarten, ist dieser “Sicherheitsbeamte” überaktiv und lässt einige Lichtschalter in der falschen Position, was dazu führen kann, dass sich Zellen zu schnell teilen und wachsen. Ein tieferes Verständnis von TRPS1 und seiner Rolle in Zellen kann daher helfen, bessere Behandlungen für bestimmte Krebsarten zu entwickeln.
Die BTU teilte dazu mit:
Durch die gezielte Veränderung der Tumorzellen hin zu Muskelzellen gelang es ihnen, das Wachstum der Zellen und damit auch die Ausbreitung des Tumors zu stoppen. Daraus ergeben sich völlig neue Therapiemöglichkeiten bei der Krebsbehandlung.
Das Rhabdomyosarkom, ein bösartiger Tumor, ist einer der häufigsten Weichteiltumore im Kindesalter. Die Tumore sind mit der Skelettmuskulatur assoziiert und können überall im Körper entstehen. Folglich ist das Krankheitsbild sehr vielfältig und eine vollständige Entfernung der Tumore durch deren Lage oft schwierig bis nahezu unmöglich, weshalb intensiv nach alternativen Behandlungsansätzen geforscht wird.
Ein Team um Prof. Julia von Maltzahn, ehemals Forschungsgruppenleiterin am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) und nun als Professorin für Stammzellbiologie des Alters an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) tätig, hat einen neuartigen Behandlungsansatz für Rhabdomyosarkome entdeckt, der als Ergänzung zur traditionellen Chemo- und Strahlungstherapie bei dieser Tumorerkrankung eingesetzt werden könnte. Durch die gezielte Veränderung der Tumorzellen zu Muskelzellen gelang es ihrem Team, das Wachstum der Zellen und damit auch der Tumore zu stoppen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Molecular Therapy“ erschienen.
Erhöhter TRPS1-Spiegel bei Weichteiltumoren
Rhabdomyosarkome können als zwei Subtypen auftreten, als alveolärer und embryonaler Subtyp. Beim embryonalen Subtyp sind die molekularen Ursachen für das Fortschreiten des Tumors bisher weitgehend unbekannt oder sehr divers, was die Entwicklung therapeutischer Ansätze erschwert. Man nimmt an, dass die Tumore aus Muskelvorläuferzellen entstehen.
„Durch unsere Studien an humanen Tumorzellen des embryonalen Rhabdomyosarkoms fanden wir heraus, dass der transkriptionelle Repressor TRPS1, ein Protein, das an die DNA binden und so das Ablesen der Gene unterdrücken kann, konstant erhöht ist“, erläutert Prof. von Maltzahn. Dieser erhöhte TRPS1-Spiegel führt im Muskelgewebe zu einer gestörten Differenzierung der Stammzellen und in den embryonalen Rhabdomyosarkom-Zellen zu einem vermehrten Wachstum der Zellen, was folglich das Tumorwachstum begünstigt.
Einfluss des TRPS1-Spiegels auf Differenzierung der Stammzellen
„Bei der normalen Entstehung und Entwicklung der Skelettmuskulatur muss der TRPS1-Spiegel in den Zellen zu Beginn der Differenzierung herunterreguliert sein, da nur so ein gezielter Aufbau und Wachstum der Muskeln möglich ist,“ ergänzt Dr. Sören S. Hüttner, der die Studien während seiner Doktorarbeit am FLI durchführte. Doch welche genaue Rolle spielt TRPS1 bei der myogenen Differenzierung?
Die Forschenden fanden heraus, dass bei einem übermäßigen Vorhandensein von TRPS1 in normalen Muskelzellen die Muskelbildung (Myogenese) stark beeinträchtigt wird, ähnlich, wie das auch bei der Tumorerkrankung zu beobachten ist. „Der erhöhte TRPS1-Spiegel scheint also einer der Hauptinhibitoren der terminalen myogenen Differenzierung zu sein, der die Entstehung und Entwicklung der Skelettmuskulatur stört“, berichtet Prof. von Maltzahn. „Das führte uns zu der Idee, dass wir durch Reduktion der TRPS1-Menge in den Tumorzellen eventuell das Tumorwachstum vermindern können.“
Umprogrammierung – Tumorzelle wird wieder zur Muskelzelle
Durch die Zusammenarbeit mit Dr. Björn von Eyss vom FLI und Prof. Ursula Anderer von der BTU und mit Hilfe verschiedener Methoden (z.B. shRNAs, Crispr/Cas9) gelang den Forschenden tatsächlich – sowohl in Zellkultur als auch im Mausmodell – der Nachweis, dass sich durch die gezielte Absenkung des TRPS1-Spiegels in den Tumorzellen die Differenzierung der Zellen verändern lässt: Aus den Tumorzellen werden Muskelzellen, d.h. dort, wo vorher ein Tumor vorhanden war, entstehen Muskelzellen, die nicht mehr weiterwachsen können.
Neuartiger Behandlungsansatz für Weichteiltumore
„Anhand dieser erfolgversprechenden Ergebnisse glauben wir, einen wirkungsvollen, neuartigen therapeutischen Ansatz zur Behandlung von embryonalen Rhabdomyosarkomen gefunden zu haben, mit dem man zukünftig – neben Chemo- und Strahlentherapie – das Wachstum und die Ausbreitung des Tumors stoppen könnte“, unterstreicht Dr. Hüttner die Relevanz der Ergebnisse.
Es ist davon auszugehen, dass die Forschungsergebnisse weitreichende Auswirkungen auf die Krebsforschung, insbesondere auf die Untersuchung von Weichteiltumoren bei Kindern und die Entwicklung neuer Strategien zur Behandlung von Rhabdomyosarkomen haben werden. Alles deutet darauf hin, dass TRPS1 ein vielversprechendes therapeutisches Ziel mit hohem Potential ist, um Tumorzellen in Muskelzellen zu verwandeln, die sich nicht mehr teilen können und damit zum Stopp des Tumorwachstums beitragen.
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