Die Behandlung von Hirntumoren, insbesondere des Glioblastoms, stellt eine der größten Herausforderungen in der Onkologie dar. In Heidelberg hat sich ein interdisziplinäres Zentrum etabliert, das sich der Erforschung und Behandlung dieser komplexen Erkrankungen widmet. Dieser Artikel beleuchtet die neuesten Fortschritte und Therapieansätze, die in Heidelberg entwickelt und angewendet werden, um die Prognose von Patienten mit Hirntumoren zu verbessern.
Das Glioblastom: Eine Herausforderung
Das Glioblastom ist die häufigste und aggressivste Form von Hirntumoren im Erwachsenenalter. Trotz intensiver Behandlung mit Operation, Bestrahlung und Chemotherapie kehren die Tumoren in der Regel innerhalb weniger Monate zurück. Ein Schlüsselfaktor für dieses aggressive Verhalten sind Krebsstammzellen, die das Wachstum des Tumors antreiben und aus denen Tumorzellen in verschiedenen Aktivierungsstadien hervorgehen.
Die Pyramide der Glioblastom-Zellen
Die Zusammensetzung der Glioblastom-Zellen kann man sich wie eine Pyramide vorstellen:
- Ruhende Zellen: Sie bilden die Basis der Pyramide.
- Aktivierte Zellen: Diese Zellen sind zur Teilung aktiviert.
- Differenzierte Tumorzellen: Sie stehen an der Spitze und weisen einige Merkmale von Nervenzellen auf.
Viele Krebstherapien zielen auf die teilungsaktiven Tumorzellen ab, was jedoch oft nicht nachhaltig ist, da die Verluste schnell aus der Population der ruhenden Zellen an der Basis der Pyramide wieder aufgefüllt werden.
Der Schlüssel: Übergänge zwischen Aktivitätszuständen
Ein wichtiger Aspekt der Tumorbiologie ist das Verständnis der molekularen Signalwege, die für den Übergang zwischen den verschiedenen Aktivitätszuständen verantwortlich sind. Die Heidelberger Forscher entwickelten auf der Basis vom Einzelzell-mRNA-Sequenzierung ein innovatives Analyseverfahren, mit dem sie erstmals die Aktivierungszustände von Glioblastom-Zellen systematisch kartieren konnten. Dafür verglichen sie die molekularen Profile der Tumorzellen von 55 Glioblastompatienten mit denen gesunder neuronaler Stammzellen aus dem Gehirn der Maus.
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Neue Erkenntnisse aus Heidelberg
Die Forschung in Heidelberg hat neue Einblicke in die Biologie des Glioblastoms und potenzielle Therapieansätze geliefert.
Der Anteil ruhender Zellen als Prognosefaktor
Ein zentrales Ergebnis der Forschung ist, dass ein hoher Anteil ruhender Tumorzellen an der Pyramidenbasis mit einem langsameren Tumorwachstum und einer besseren Prognose für die Betroffenen einhergeht.
SFRP1: Ein Schlüsselprotein
Durch den Vergleich der Genexpressionsdynamik in gesunden Zellen und Tumorzellen entdeckte das Team, dass beim Übergang vom ruhenden zum aktivierten Zustand die Expression des Signalproteins SFRP1 fehlgesteuert ist. SFRP1 hemmt den wichtigen Wnt-Signalweg, der unter anderem für die Aktivierung von Stammzellen wichtig ist. In Mausmodellen konnte eine Überexpression von SFRP1 das Tumorwachstum signifikant verlangsamen.
Epigenetische Reprogrammierung
Unter dem Einfluss von SFRP1 änderten die Tumorzellen nicht nur ihre Aktivität, sondern auch ihr epigenetisches Profil. Sie entwickelten Merkmale von reifen Astrozyten, also Hirnzellen, die keine Teilungsfähigkeit mehr besitzen. Diese epigenetische Reprogrammierung könnte künftig möglicherweise helfen, die Rückkehr der Tumoren zu verhindern. Die Forschenden fanden außerdem, dass eine Bestimmung des epigenetischen Methylprofils die Zusammensetzung der individuellen Aktivierungs-Pyramide jedes Tumors abbildet und so für eine Stratifizierung der Patienten genutzt werden kann.
Das Ziel: Krebszellen im Ruhezustand einfrieren
In zukünftigen Arbeiten will das Heidelberger Team prüfen, ob die SFRP1-vermittelte Umgestaltung der Methylierung Glioblastomzellen dauerhaft in einem Ruhezustand „einfrieren“ kann. Das könnte einen potenziellen Therapieansatz gegen bisher kaum kontrollierbare Erkrankungen wie das Glioblastom eröffnen.
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Das Neurozentrum Heidelberg: Interdisziplinäre Versorgung auf höchstem Niveau
Das Neurozentrum Heidelberg, bestehend aus den Fachbereichen Neurologie, Neuroradiologie und Neurochirurgie, bietet eine umfassende ambulante und stationäre Behandlung von Patienten mit neurologischen Tumoren nach höchsten medizinischen Standards.
Diagnostik und Therapie
Das Leistungsspektrum umfasst:
- Ausführliche neurologische, onkologische, neuropsychologische/psychoonkologische Beratung
- Durchführung von Chemotherapien und experimentellen Tumortherapien
- Behandlung von epileptischen Anfällen oder Schmerzen bei Tumoren
- Integration stationärer und ambulanter Behandlungskonzepte
- Palliativmedizinische Betreuung
Schwerpunkte
Der Schwerpunkt Neuroonkologie in der Neurologischen Klinik und am NCT wurde 2007 gegründet und ist die erste eigenständige universitäre Abteilung in Deutschland für die Behandlung und Erforschung von Tumorerkrankungen, die das Nervensystem betreffen. Die Behandlung erfolgt nach aktuellen Therapiestandards sowie im Rahmen von Therapiestudien, die den Nutzen neuer Medikamente in der Hirntumorbehandlung untersuchen. Darüber hinaus werden in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg neue Therapiestrategien zur Hirntumorbehandlung entwickelt.
Onkologische Neurochirurgie: Modernste OP-Techniken
Die Onkologische Neurochirurgie unter der Leitung von Prof. Dr. Sandro Krieg zählt zu den größten Zentren in Europa.
Operative Leistungen
Das Spektrum umfasst die Behandlung von:
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- Primären Hirntumoren (Hypophysentumore, Gliome, Astrozytom, Hirnmetastasen)
- Tumoren der Schädelbasis (Clivuschordom, Meningeome der Schädelbasis)
- Tumoren an der Hirnhaut (Meningeome)
- Tumoren des Rückenmarks
- Tumoren an der Wirbelsäule (Chordome, Chondrosarkome)
- Hirn- und Rückenmarkstumoren bei Kindern
Moderne OP-Techniken
- Computergestützte Operationsinstrumente (Neuronavigationssysteme) und moderne OP-Mikroskope (Mikrochirurgie): Ermöglichen das millimetergenaue Erreichen und Beseitigen des Tumors.
- Anfärbung des Tumorgewebes mit fluoreszierenden Substanzen: Erlaubt dem Neurochirurgen, das Tumorgewebe genau vom gesunden Gewebe zu unterscheiden.
- Endoskopische Operation: Operation ohne Öffnung des Schädels, z.B. Operation durch die Nase.
- Wachkraniotomie: Bei Tumoren im Bereich der Sprachzentren kann die Operation beim zeitweise wachen, dabei schmerzfreien Patienten erfolgen, um die Sprachfunktion während der Tumorentfernung zu überwachen und zu erhalten.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Die Behandlung von Hirntumoren erfordert eine enge Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen.
Beteiligte Abteilungen
- Abteilung für Neuroradiologie
- Abteilung für Neuropathologie - Gewebediagnostik auf höchstem internationalem Niveau
- Abteilung für Neuroonkologie
- Abteilung für Pädiatrische Onkologie / Sektion: Kindliche Hirntumoren
- Abteilung für Radioonkologie (Cyberknife, IMRT, MR-Linac, etc.)
- Heidelberger Ionenstrahltherapiezentrum
Internationale Telemedizin
Für internationale Patienten steht ein Telemedizinportal zur Verfügung, über das Anfragen und medizinische Unterlagen eingereicht werden können.
Forschungsschwerpunkte in Heidelberg
Die Forschung in Heidelberg konzentriert sich auf die Entwicklung neuer Biomarker, diagnostischer Tests und Therapien für Hirntumoren.
Aktuelle Forschungsprojekte
- Entwicklung einer molekular-basierten Hirntumor-Diagnostik in Zusammenarbeit mit der Neuropathologie
- Generierung einer Datenbank basierend auf genomischen und proteomischen Daten des Gene Glioma Networks des Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK)
- Definition klinisch relevanter Behandlungsergebnisse für Hirntumor-Patienten mit relativ guter Prognose bezgl. Kognition, Funktionsniveau, und gesundheitsbezogener Lebensqualität, im Rahmen des vom BMBF geförderten IMPROVE-CODEL Konsortiums
- Translation neuer Forschungsergebnisse in die klinische Praxis im Rahmen von molekular stratifizierten Studien mit zielgerichteten Substanzen, z.B. die von HIPO, dem NCT und der Deutschen Krebshilfe geförderte Umbrella Studie NCT Neuro Master Match (N2M2) bei Patienten mit MGMT unmethyliertem Gioblastom
- Nachweise der Wirksamkeit und Praxistauglichkeit von personalisierter Immuntherapie
Klinische Kooperationseinheiten
- Klinische Kooperationseinheit (KKE) für Neuroimmunologie und Hirntumorimmunologie
- KKE Neuroonkologie
- Nachwuchsgruppe für Hirntumor-Metabolismus
- Professur für Experimentelle Neuroonkologie
- Max-Eder-Nachwuchsgruppe für niedriggradige Gliome
Wichtige Entdeckungen
- Die Bedeutung des Tryptophan Metaboliten Kynurenin als Immunsuppresivum und seine krebsfördernde Wirkung
- Membran-Nanotubes als elementare Bausteine von infiltrierend wachsenden Gliomen
Innovative Klinische Studien
- Internationale Studien zur Angiogenese bei malignen Gliomen
- Immuntherapie mit einem Impfstoff auf Peptidbasis, der sich gegen mutierte IDH bei hoch-malignen Gliomen (WHO Grad III/IV) richtet
- APG101 Studie bei Glioblastom-Rezidiven
Hirntumortherapie im Kindes- und Jugendalter
Das KiTZ ist optimal auf die Bedürfnisse von Kindern und Jugendlichen mit Hirntumoren eingerichtet. In Zusammenarbeit mit der Abteilung Pädiatrische Neuroonkologie des DKFZ und der Abteilung Neuropathologie des Klinikums können mithilfe modernster molekularer Untersuchungsmethoden sehr genaue Diagnosen von Hirntumoren gestellt und nach „Targets“ (das sind molekulare Zielstrukturen) für zielgerichtete Therapien gesucht werden. Zur Versorgung der jungen Patienten werden die hochmodernen Diagnose- und Operationsmöglichkeiten des Universitätsklinikums Heidelberg genutzt.
UNITE: Ein neuer Sonderforschungsbereich
Der neue Sonderforschungsbereich UNITE vereint die Expertise von Wissenschaftlern aus Heidelberg und Mannheim, um Glioblastome besser zu verstehen und Behandlungsstrategien zu erarbeiten. Co-Sprecher von UNITE sind Prof. Dr. Michael Platten, Direktor der Neurologischen Klinik der Universitätsklinik Mannheim und Leiter einer Klinischen Kooperationseinheit am DKFZ sowie Prof. Dr. Stefan Pfister, Direktor des Hopp-Kindertumorzentrums Heidelberg.
Ziele von UNITE
- Die Mechanismen der Resistenz von Glioblastomen verstehen (Fokus A)
- Die Resistenzmechanismen im Bereich der Tumorumgebung entschlüsseln (Fokus B)
- Neuartige Hochdurchsatztechnologien, präklinische Modelle und Analyseverfahren entwickeln und anwenden (Fokus C)
- Die Erkrankung in Einzelerkrankungen auflösen, um Patienten gezielter behandeln zu können
Die Rolle der Ionenstrahltherapie
Glioblastome werden unter anderem im Heidelberger Ionenstrahl Therapiezentrum (HIT) behandelt. Damit der Ionenstrahl seine Kraft genau im Tumor entfaltet, arbeiten Experten eng zusammen, um die perfekte Position für den Patienten und die optimalen Bestrahlungsfelder zu finden.
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