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21. Dezember 2009, 17:06 Uhr

Lasermikroskopie

Mediziner sehen Metastasen beim Wachsen zu

Forschern ist es erstmals gelungen, eine Tumorzelle live beim Wachsen zu beobachten. Die neuen Ergebnisse könnten eines Tages die Krebstherapie voranbringen - denn bisher führen Metastasen im Gehirn oft zum Tod der betroffenen Patienten.

Menschen, die an Krebs erkrankt waren, leben mit ständiger Angst im Nacken. Ist der Tumor nach einer Behandlung - etwa durch Bestrahlung oder durch Chemotherapie - besiegt, heißt das noch lange nicht, dass die Heilung endgültig ist. Die Gefahr sind Metastasen. Das sind gewissermaßen Ableger der Geschwülste, die sich - häufig erst Jahre später - an anderen Stellen im Körper wiederfinden und dort weiter wachsen.

Besonders gefährlich sind Metastasen im Gehirn. Diese Tumoren entstehen nach Lungen-, Brust-, oder Hautkrebs. Doch sie können nur sehr schwer, teilweise gar nicht mehr behandelt werden. Die Folgen für die Patienten sind extrem belastend, sie leiden oft unter schweren Kopfschmerzen und Übelkeit. Es kann zu einem eingeschränkten Seh- oder Sprachvermögen kommen - und manchmal kommt es sogar zu Lähmungen.

Wie solche Metastasen im Gehirn entstehen, beschäftigt die Wissenschaft seit Jahrzehnten. Jetzt haben Münchner Forscher ganz neue Einblicke in die Bildung dieser Tochtergeschwülste gewonnen: Neurobiologen um Frank Winkler von der Ludwig-Maximilians Universität (LMU) und Jochen Herms vom Zentrum für Neuropathologie und Prionenforschung haben das Wachstum einer Krebszelle bis hin zur Metastase beobachten können - in Echtzeit.

Dabei fanden sie heraus, welche Schritte zur Bildung der Metastasen im Gehirn zwingend erforderlich sind - und welche Schritte die Krebszellen in eine Sackgasse führen, so dass keine Tochtergeschwüre entstehen. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Fachjournal "Nature Medicine". Yvonne Kienast und Louisa von Baumgarten, zwei Co-Autorinnen von der LMU nutzten für ihre Experimente eine spezielle Art der Mikroskopie, die sogenannte Zwei-Photonen-Mikroskopie. Dazu untersuchten sie Nervengewebe aus Mäusen, das von Blutgefäßen durchsetzt war, die durch einen Fluoreszenzfarbstoff im Mikroskop grün aufleuchteten. Dann injizierten die Forscher das Gewebe mit Tumorzellen, die rot aufleuchteten.

Danach konnten die Wissenschaftler "die Stadien der Metastasenbildung im Gehirn quasi live mitverfolgen", berichtet Kienast. Über einen Zeitraum von mehreren Wochen beobachteten die Forscher, wie aus einer einzelnen Tumorzelle Metastasen entstehen. Dabei kamen Kienast und ihre Kollegen zu dem Schluss, dass insgesamt vier Schritte sind für die Bildung einer Gehirnmetastase notwendig sind:

Die neuen Blutgefäße sind für die wachsende Metastase besonders wichtig: Sie versorgen den Tumor mit den nötigen Nährstoffen, damit die Zellen sich weiterhin unkontrolliert teilen können und der Tumor ungebremst wächst. Bisher vermuteten Wissenschaftler, dass der erste der vier Schritte ausreicht, damit sich Metastasen bilden können.

Schaffen es die Tumorzellen aber nicht, sich aus den Adern nach außen zu befreien oder sich an die Blutgefäße von außen anheften zu können, ist die Metastasenbildung nicht möglich. Aber selbst wenn sich eine Krebszelle bereits an die Außenwand einer Ader angeheftet und sich dort vermehrt hatte, starb sie, sofern keine Angiogenese erfolgte, berichten die Wissenschaftler. Das Forscherteam konnte nachweisen, dass viele Krebszellen zunächst ruhen, um sich erst nach relativ langer Zeit zu vermehren. "Das könnte erklären, warum Metastasen oftmals erst Jahre nach einer erfolgreichen Therapie entstehen", sagt Winkler. Aber auch in diesem Ruhezustand sei der direkte Kontakt zu einem Blutgefäß für das Überleben der Tumorzellen wesentlich.

Diese Erkenntnis liefert der Wissenschaft möglicherweise neue Anknüpfungspunkte zur Verbesserung der Behandlung von Gehirntumoren. Die Angiogenese, also die Neubildung von Blutgefäßen wird von Forschern seit vielen Jahren bereits eingehend untersucht. Es ruhen große Hoffnungen auf Medikamenten, die diesen Prozess blockieren. Die erste Anti-Tumortherapie dieser Art wurde im Jahr 2004 von der US-amerikanischen Behörde für Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit (FDA) zugelassen. In Deutschland wird das Medikament Avastin bei fortgeschrittenem Darm-, Lungen- oder Brustkrebs eingesetzt.

Allerdings ist dessen Einsatz umstritten. Zwar erhöht Avastin die Überlebensraten von Patienten mit fortgeschrittenem Darmkrebs, aber nur um einige Monate. Studien haben etwa gezeigt, dass es in einem früheren Stadium frisch Operierten gar keinen Vorteil gegenüber dem alleinigen Einsatz herkömmlicher Chemotherapeutika. "Wir hoffen nun, dass unsere Ergebnisse helfen, bereits vorhandene Krebstherapien zu optimieren und neue Wirkstoffe zu entwickeln, die gezielt auf bestimmte Stadien der Metastasenbildung Einfluss nehmen", sagt Winkler.

cib/dpa/ddp

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