Der Einfluss des Blutzuckerspiegels auf Hirntumore: Ein umfassender Überblick

Hirntumore sind eine komplexe und vielfältige Gruppe von Tumoren, die im Gehirn oder im zentralen Nervensystem entstehen. Sie können sowohl gutartig als auch bösartig sein und erfordern häufig eine interdisziplinäre Herangehensweise für eine optimale Diagnostik und Therapie. Bisher sind die genauen Ursachen von Hirntumoren nicht vollständig geklärt. Genetische Faktoren und Umwelteinflüsse werden diskutiert. Die Behandlung von Hirntumoren hängt von Faktoren wie der Größe, dem Typ und der Lage des Tumors sowie vom allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten ab.

In den letzten Jahren hat sich das Verständnis über den Zusammenhang zwischen Stoffwechsel, insbesondere dem Blutzuckerspiegel, und dem Wachstum von Krebszellen, einschließlich Hirntumoren, erheblich erweitert. Dieser Artikel beleuchtet die komplexen Zusammenhänge zwischen Blutzuckerwerten und Hirntumoren, untersucht die Auswirkungen von Diabetes auf das Krebsrisiko, diskutiert innovative Diagnosemethoden und gibt Einblicke in vielversprechende Forschungsansätze.

Diabetes und Krebs: Ein komplexes Zusammenspiel

Das Zusammenspiel von Diabetes und Krebs ist sehr komplex und schwer zu entschlüsseln. Beide chronischen Krankheitsbilder werden durch viele Faktoren beeinflusst und können sehr unterschiedlich ausgeprägt sein. Festzustehen scheint aber, dass eine Diabetes-Erkrankung das krankhafte Wachstum mancher Körperzellen begünstigen und das Risiko für Krebserkrankungen erhöhen kann. Zahlreiche Studien deuten auf einen Zusammenhang zwischen Typ-2-Diabetes und verschiedenen Krebsarten hin. Die genauen Mechanismen sind aber noch nicht klar.

Eine 16 Jahre andauernde Studie mit über 1 Million Teilnehmenden zeigte, dass verschiedene Krebsarten bei Menschen mit Diabetes häufiger auftreten als bei stoffwechselgesunden Menschen. In den meisten Studien, die über einen Zusammenhang zwischen Diabetes und Krebs berichten, wird nicht zwischen den verschiedenen Diabetes-Typen unterschieden. Da Typ-2-Diabetes wesentlich häufiger ist als Typ-1-Diabetes, ist davon auszugehen, dass die Ergebnisse überwiegend für Typ-2-Diabetes gelten. Es gibt jedoch zunehmend mehr Studien, die darauf hindeuten, dass auch Menschen mit Typ-1-Diabetes häufiger Krebserkrankungen entwickeln. Ein zentraler Faktor könnte dabei die tägliche Insulindosis spielen: Eine große Bevölkerungsstudie aus den USA ergab, dass Menschen, die sich täglich mindestens 0,8 Einheiten Insulin pro Kilogramm Körpergewicht spritzen müssen, häufiger an Krebs erkrankten als insulinpflichtige Menschen mit einer niedrigeren Insulindosis. Ob Insulin aber tatsächlich ein Risikofaktor für Krebs sein könnte, muss noch näher erforscht werden.

Welche Krebsarten treten bei Diabetes häufiger auf?

Wie in der allgemeinen Bevölkerung treten auch bei Menschen mit Diabetes einige Krebsarten gehäuft auf. Dazu zählen Darmkrebsarten, Leberkrebs, Brustkrebs und Bauchspeicheldrüsenkrebs, aber auch seltenere Krebsarten wie Magenkrebs. Beispielsweise ist das Darmkrebsrisiko bei Menschen mit einem Diabetes-Beginn vor dem 50. Lebensjahr etwa genauso hoch wie in Familien, in denen gehäuft Darmkrebs auftritt.

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Unabhängig vom Geschlecht werden folgende Krebsarten bei Menschen mit Typ-1-Diabetes gehäuft neu diagnostiziert:

• Leberkrebs
• Bauchspeicheldrüsenkrebs
• Nierenkrebs
• Speiseröhrenkrebs
• Magenkrebs
• Lungenkrebs
• Schilddrüsenkrebs
• Plattenepithelkrebs
• Leukämien

Interessanterweise sterben verglichen mit der allgemeinen Bevölkerung jedoch nicht mehr Menschen mit Typ-1-Diabetes an Krebs als Menschen ohne Diabetes. Studien zeigen, dass Brustkrebs sogar seltener bei Menschen mit Typ-1-Diabetes auftritt als in der allgemeinen Bevölkerung. Das bedeutet jedoch nicht, dass ein Typ-1-Diabetes vor Brustkrebs schützt. Denn die Daten zum Risiko für Krebserkrankungen bei Diabetes können nur anzeigen, dass eine Beziehung zwischen beiden Erkrankungen besteht, aber nicht, dass Diabetes Krebs verursacht.

Einige Krebsarten treten sowohl bei Menschen mit Typ-2-Diabetes als auch bei Menschen mit Typ-1-Diabetes auf. Dazu zählen:

• Leberkrebs
• Bauchspeicheldrüsenkrebs
• Nierenkrebs
• Lungenkrebs
• Leukämien

Es werden aber noch weitere Krebsarten bei Menschen mit Typ-2-Diabetes öfter neu diagnostiziert als bei Menschen ohne Diabetes. Diese sind:

• Tumore der Gallenwege
• Gallenblasenkrebs
• Magen-Darm-Krebsarten
• Blasenkrebs
• Eierstockkrebs
• Gebärmutterkrebs (Endometriumkrebs)
• Krebsarten des Mundraums
• Gliome (Tumore des zentralen Nervensystems, überwiegend Gehirntumore)
• Melanome (Hautkrebs)

Generell treten bei Frauen mit Diabetes mellitus die folgenden Krebsarten häufiger auf als bei Frauen ohne Diabetes:

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• Darmkrebs
• Bauchspeicheldrüsenkrebs
• Brustkrebs (bei Typ-2-Diabetes)

Bei Männern mit Diabetes mellitus treten die folgenden Krebsarten häufiger auf als bei Männern ohne Diabetes:

• Darmkrebs
• Bauchspeicheldrüsenkrebs
• Leberkrebs
• Non-Hodkgin-Lymphom, bösartige Erkrankungen des Lymphgewebes (bei Typ-1-Diabetes)

Allerdings handelt es sich bei den Zusammenhängen zwischen Diabetes und Krebs keineswegs um eine Einbahnstraße: So können auch Krebserkrankungen (zum Beispiel der Bauchspeicheldrüse) Diabetes auslösen. Zudem können auch bestimmte Krebs-Medikamente zu einem gestörten Zuckerstoffwechsel führen.

Risikofaktoren, die das Krebsrisiko beeinflussen

Das Krebsrisiko kann durch viele verschiedene Faktoren ansteigen. Dazu zählen bekannte Risikofaktoren wie:

• Bestimmte genetische Veränderungen
• Rauchen
• Übergewicht und Adipositas
• Bewegungsmangel
• Ungesunde Ernährung
• Bestimmte Infektionen, zum Beispiel durch das Humane Papilloma Virus (HPV)
• Alkoholkonsum
• Umweltgifte
• Chronische Entzündungen

Gemeinsam mit Typ-2-Diabetes tritt häufig Übergewicht oder starkes Übergewicht (Adipositas) auf. Inzwischen ist bekannt, dass das Fettgewebe Hormone ausschüttet, welche das Krebswachstum fördern. Bei starkem Übergewicht befindet sich der Körper in einem chronisch-entzündlichen Zustand. Die zahlreichen Entzündungszellen im Fettgewebe geben entzündungsfördernde Botenstoffe ab, die die Krebsentstehung begünstigen können.

Auch Medikamente können das Risiko, an Krebs zu erkranken, erhöhen. Dazu zählen unter anderem Immunsuppressiva. Aber auch bestimmte Diabetes-Medikamente stehen im Verdacht das Krebsrisiko zu erhöhen. Dazu zählen GLP-1-Rezeptoragonisten und DPP-4-Hemmer ebenso wie Insulin und Insulinanaloga. Auch Sulfonylharnstoffe könnten möglicherweise das Krebsrisiko erhöhen. Ob die Diabetes-Medikamente jedoch wirklich an der Krebsentstehung beteiligt sind, ist in der Wissenschaft zum Teil sehr umstritten: Die bisherigen Studien kommen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen.

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Für zugeführtes Insulin zeigte sich in den meisten Studien ein Zusammenhang zwischen der täglichen Insulindosis und dem Auftreten von Krebserkrankungen: Menschen, die täglich eine hohe Insulindosis benötigen, hatten ein höheres Risiko an Krebs zu erkranken als Menschen, die kein oder wenig Insulin brauchen. Allerdings wurden in den Studien weitere mögliche Risikofaktoren nicht berücksichtigt, sodass unklar ist, inwieweit das erhöhte Krebsrisiko tatsächlich auf das verabreichte Insulin zurückzuführen ist.

Bei anderen blutzuckersenkenden Medikamenten (orale Antidiabetika, kurz OAD) wird hingegen vermutet, dass sie sich positiv auf Krebs auswirken können. Eine Behandlung mit Metformin beispielsweise scheint die Neuerkrankungsrate und die Sterblichkeit durch Krebs zu senken. Bisher lässt sich jedoch nur sagen, dass das Krebsrisiko unter Metformin sinken könnte. Inwieweit Metformin tatsächlich Krebserkrankungen verhindern kann, wird noch erforscht. Auch der Effekt auf das Krebsrisiko ist in der Wissenschaft weiterhin umstritten.

Bis geklärt ist, ob bestimmte Diabetes-Medikamente das Krebsrisiko erhöhen, werden wahrscheinlich noch einige Jahre vergehen. Denn die Entwicklung der meisten Krebsarten dauert in der Regel länger als diese Medikamente bisher auf dem Markt sind und in der Diabetes-Therapie eingesetzt werden. Sollte ein solches Risiko tatsächlich vorliegen, wären die Auswirkungen demzufolge erst später nachzuweisen.

Neben Medikamenten scheint vor allem der Stoffwechsel das Krebsrisiko zu erhöhen: Ist der Blutzuckerspiegel zu hoch, kann das Krebsrisiko steigen. Dies ist bereits bei Prädiabetes der Fall. Besonders das Risiko für Darmkrebs ist bei Menschen mit Prädiabetes erhöht im Vergleich zu gleichaltrigen stoffwechselgesunden Personen.

Kann eine Krebserkrankung Diabetes auslösen?

Eine Krebsdiagnose stellt einen schweren Einschnitt im Leben der betroffenen Personen dar. Neben Operationen werden oft Chemotherapien, Bestrahlung, Immuntherapien oder andere medizinische Behandlungen notwendig, die im Körper viel verändern können. Das kann unter anderem auch zu Diabetes führen. Meist ist jedoch nicht die Krebserkrankung selber verantwortlich für den Diabetes, sondern die Behandlung. Bei Bauchspeicheldrüsenkrebs und anderen Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse wird, sofern möglich, ein Teil oder die ganze Bauchspeicheldrüse entfernt oder es kommt zum Funktionsverlust aufgrund der Erkrankung. Dies führt zu einem relativen oder absoluten Insulinmangel, wodurch sich ein Diabetes entwickelt.

Es kann jedoch auch eine Chemotherapie verantwortlich dafür sein, dass Diabetes entsteht. Das bedeutet nicht, dass jeder Mensch, der eine Chemotherapie bekommt, Diabetes entwickeln wird. Vielmehr ist nur bei einzelnen Chemotherapien bekannt, dass sie das Risiko für Diabetes erhöhen. Dazu zählen beispielsweise Alpha-Interferon, Tegafur-Uracil (UFT) und Paclitaxel. Auch Glukokortikoide oder andere Kortison-artige Präparate können den Blutzucker erhöhen und langfristig einen Diabetes begünstigen - unabhängig davon, ob eine Krebserkrankung vorliegt oder nicht. Deshalb werden Glukokortikoide, wenn möglich, immer nur kurz und möglichst niedrig dosiert eingesetzt und der Blutzucker dabei regelmäßig kontrolliert. Auch zielgerichtete (engl.: targeted) Krebstherapien, zum Beispiel Antikörpertherapien oder Immuntherapien wie sogenannte Checkpoint-Inhibitoren, können das Diabetes-Risiko erhöhen. Warum das so ist, lässt sich bei all diesen Therapien bisher nur bedingt erklären.

Wichtig ist, dass der Blutzucker während und nach der Krebstherapie regelmäßig kontrolliert wird. Besonders während und in den ersten Wochen bis Monaten nach einer Therapie mit einem Checkpoint-Inhibitor kann ein sich sehr rasch entwickelnder Typ-1-Diabetes auftreten. Deshalb sollte im Vorfeld mit den behandelnden Ärztinnen und Ärzte über mögliche Warnzeichen für die Erkrankung Typ-1-Diabetes gesprochen werden. Falls Sie Anzeichen für einen Typ-1-Diabetes während oder nach der Therapie bei sich bemerken, kontaktieren Sie umgehend Ihre behandelnden Ärztinnen und Ärzte.

Präventive Maßnahmen zur Reduzierung des Krebsrisikos

Wichtig für alle Menschen - ob mit Diabetes oder ohne - ist ein gesunder Lebensstil: Fehlernährung, mangelnde Bewegung und Übergewicht wirken sich nicht nur negativ auf die Diabetes-Behandlung aus, sondern erhöhen auch das Risiko für weitere Erkrankungen wie Krebs oder Herz-Kreislauf-Komplikationen. Ein gesunder Lebensstil mit regelmäßiger Bewegung und einer ausgewogenen Ernährung wirkt hingegen vorbeugend und verbessert zudem den Stoffwechsel.

Zusätzlich sollten Menschen mit Diabetes genauso wie stoffwechselgesunde Personen regelmäßig an Krebsvorsorgeuntersuchungen teilnehmen. Denn je früher ein Tumor erkannt wird, desto besser sind die Behandlungschancen. Beispielsweise haben alle Versicherten in Deutschland ab einem Alter von 50 Jahren Anspruch auf regelmäßige Untersuchungen zur Früherkennung von Darmkrebs. Jährlich kann dazu der Stuhl auf verborgenes Blut untersucht und ab 50 Jahren bei Männern und 55 Jahren bei Frauen eine Darmspiegelung durchgeführt werden. Ist sie unauffällig, kann sie nach 10 Jahren wiederholt werden. Zwischen dem 50. und 65. Lebensjahr laden die Krankenkassen alle Versicherten dazu schriftlich ein. Auch für andere Formen wie Brust- oder Gebärmutterhalskrebs gibt es entsprechende Vorsorgeprogramme. Ob bei Diabetes eine frühere Kontrolle ratsam ist, sollten Sie mit Ihrer behandelnden Ärztin oder Ihrem behandelnden Arzt besprechen. Das Bundesministerium für Gesundheit bietet eine Übersicht zum gesetzlich anerkannten Früherkennungsprogramm.

Da auch die Therapie mit sehr hohen Insulinmengen im Verdacht steht, eine Krebserkrankung zu begünstigen, rät die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG) bei der Therapie: So viel Insulin wie nötig, aber so wenig wie möglich. Eine Therapie mit dem blutzuckersenkenden Medikament Metformin scheint hingegen bei manchen Krebsarten eine schützende Wirkung zu haben. Daher sollten Ärztinnen und Ärzte gerade bei stark übergewichtigen (adipösen) Menschen mit Typ-2-Diabetes, die hohe Insulindosen spritzen, eine Kombination mit Metformin oder anderen blutzuckersenkenden Medikamenten erwägen, um Insulin einzusparen.

Diabetes und Krebs: Was passiert im Körper?

Wie genau Diabetes zur Bildung von Tumoren beitragen kann, ist noch nicht geklärt. Mehrere Faktoren werden als mögliche Ursache in Betracht gezogen: Eine Vermutung ist, dass erhöhte Insulinspiegel (Hyperinsulinämie) und erhöhte Blutzuckerspiegel (Hyperglykämie) dafür verantwortlich sind.

Bei Typ-2-Diabetes bildet der Körper anfangs mehr Insulin als normal, um die schwächer werdende Wirkung des Hormons an den Körperzellen (Insulinresistenz) auszugleichen. Insulin reguliert im Körper aber nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern kontrolliert auch Zellwachstum und Zellteilung. Langfristig erhöhte Insulinspiegel können damit vorhandene Tumorzellen zu vermehrtem Wachstum anregen. Zusätzlich ist auch der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-1 (engl.: Insulin-like growth factor 1) am Zucker- und Fettstoffwechsel beteiligt. Er regt die Zellteilung weiter an.

Neben dem Insulin spielen auch erhöhte Blutzuckerwerte eine wichtige Rolle. Überzuckerungen sind assoziiert mit einem höheren Risiko für Darm-, Leber-, Magen-, Lungen- und Bauchspeicheldrüsenkrebs. Verantwortlich dafür könnte der sogenannte „Warburg Effekt“ sein. Er beschreibt einen veränderten Zuckerstoffwechsel in Krebszellen, wodurch Tumore schnell wachsen können. Zusätzlich sorgen Überzuckerungen dafür, dass der Zucker vermehrt an verschiedene Stoffwechselprodukte binden kann und sogenannte Advanced Glycation End Products (AGEs) entstehen. Diese wiederum erhöhen den oxidativen Stress im Körper und wirken entzündungsfördernd.

Besonders Typ-2-Diabetes geht häufig mit Übergewicht einher. Bei Übergewicht werden vermehrt bestimmte Botenstoffe (Adipokine) aus dem Fettgewebe ausgeschüttet. Diese Botenstoffe, unter anderem das Hormon Leptin, regulieren nicht nur den Appetit und den Stoffwechsel, sondern können auch direkt in die Kontrolle von Zellteilung und -wachstum eingreifen. Darüber hinaus werden aufgrund des Übergewichts auch mehr Hormone wie Östrogen aus den Fettzellen ausgeschüttet. Östrogen ist ein Risikofaktor für Brustkrebs. Gleichzeitig geraten bei Übergewicht auch andere Hormone und Botenstoffe häufiger aus dem Rhythmus. Dazu zählen neben den Adipokinen und Östrogen auch die Zytokine. Sie werden normalerweise bei Infektionen, Entzündungen und zur Tumorbekämpfung vermehrt ausgeschüttet, können aber auch bei Übergewicht erhöht sein und entzündungsfördernd wirken.

Glukose als Schlüssel zur Diagnose und Therapie von Hirntumoren

Innovative Bildgebung mit Zuckerlösung

Heidelberg - Gehirntumore können im Magnetresonanztomographen auch mit einer Zuckerlösung anstelle des üblichen Kontrastmittels sichtbar gemacht werden. Die neue Methode, die für den Körper weniger belastend ist, beschreiben Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Universitätsklinikum Heidelberg in Radiology.

Bei einer Magnetresonanztomografie (MRT) verbessern Kontrastmittel die bildliche Darstellung der Gewebestrukturen. Sie verstärken die Signale in den Blutgefäßen und im Raum zwischen den Zellen, gelangen jedoch nicht ins Zellinnere. Glukose hingegen wird in die Körperzellen aufgenommen und dort abgebaut. Besonders Tumorzellen sind süchtig nach Zucker, um ihren hohen Energiebedarf zu decken. Die Beobachtung der Zucker-Stoffwechselaktivität könnte daher Krebsherde oder sogar besonders aggressiv wachsende Tumorareale identifizieren. Radiologen und Physikern aus dem DKFZ ist diese neue Art der Bildgebung nun gelungen.

Die klassische MRT beruht auf der Messung der Signale von Protonen im Wasser. Da der Körper zu über 60 Prozent aus Wasser besteht, entsteht so ein deutliches Bild. Um die viel geringer konzentrierte Glukose sichtbar zu machen, benutzen die Forscher einen Hochfeld-Tomographen mit einer Magnetfeldstärke von 7 Tesla und eine spezielle Methode, um das Glukose-Signal selektiv zu verstärken. Damit lässt sich eine ausreichende Signalstärke erzielen, die es ermöglicht, die Änderungen der Zuckerkonzentration im Hirngewebe nach der Injektion von Glukoselösung sichtbar zu machen. Das der Methode zu Grunde liegende physikalische Prinzip ist der „Magnetisierungstransfer-Effekt“. Dieser ist seit Jahrzehnten bekannt, konnte bislang aber noch nicht für die Glukose-Bildgebung beim Menschen genutzt werden. Beim Magnetisierungstransfer wird das Signal der Glukose-Protonen auf das im MRT gemessene körpereigene Wasser übertragen. Der Effekt ist proportional zur lokalen Glukosekonzentration und bildet daher die regionale Veränderung der Zuckerkonzentration ab. Die für die Glukose-Messung benötigte Menge an Traubenzucker entspricht etwa fünf Stück Würfelzucker.

Die Wissenschaftler konnten in ihrer aktuellen Arbeit sowohl die Änderung des Glukosesignals von gesunden Hirnarealen als auch die krankhafte Änderung in Hirntumoren beim Menschen beobachten.

Mit einem anderen Messverfahren, der Positronenemissions-Tomographie (PET), machen Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten den erhöhten Zuckerverbrauch in Tumoren sichtbar. Allerdings sind dazu radioaktiv markierte Zuckermoleküle notwendig. „Unsere Glukose-MRT dagegen kommt ohne jegliche Radioaktivität und somit ohne eine Strahlenbelastung für den Patienten aus“, sagt einer der Autoren der Studie.

Vorteile der Glukose-MRT

Die Glukose-MRT bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen MRT-Verfahren mit Kontrastmitteln:

• Keine Strahlenbelastung: Im Gegensatz zur PET-Untersuchung ist die Glukose-MRT frei von Radioaktivität und somit schonender für den Patienten.
• Bessere Darstellung von Tumorzellen: Glukose gelangt ins Innere der Zellen und wird dort abgebaut, was eine bessere Darstellung von Tumorzellen ermöglicht, insbesondere von aggressiv wachsenden Krebszellen.
• Potenzielle Zusatzinformationen: Wenn sich bestätigt, dass wesentliche Signale vom Zucker aus dem Zellinneren herrühren, würde das für die Tumor- und funktionelle MRT-Bildgebung eine wichtige Zusatzinformation bedeuten. Das könnte die Therapieplanung und das Monitoring verbessern.

Offene Fragen und zukünftige Forschung

Es gibt aber noch offene Fragen. „Wir wissen noch nicht, wie die Anteile der gemessenen Glukose zwischen Gefäßen und Extrazellularraum einerseits und dem Zellinneren andererseits verteilt sind.“ Es bleibt also abzuwarten, ob Zucker in Zukunft konventionelle Kontrastmittel ersetzen wird.

Blutzuckerspiegel als prognostischer Faktor bei Glioblastomen

Eine Studie aus dem Jahr 2015 untersuchte den Zusammenhang zwischen dem Blutzuckerspiegel während Temozolomid-Therapie (TMZ) sowie Bestrahlung (RT) und der Gesamtüberlebenszeit bei erstmals mit GBM diagnostizierten Patienten. Diese Studie schloss zwischen 2004 und 2011 mit RT und TMZ behandelte GBM-Patienten ein.

Die nach Zeit gewichteten mittleren (TWM) Blutzuckerwerte und Kortison-Gabe wurden vom Beginn der RT bis 4 Wochen nach Ende der RT dokumentiert. Mittels univariater und multivariater Varianzanalyse wurde der Zusammenhang zwischen dem TWM Zuckerspiegel sowie anderer prognostischer Faktoren und der Gesamtüberlebenszeit analysiert. Insgesamt wurden 393 Patienten über einen medianen Zeitraum von 14 Monaten untersucht.

Für Patienten mit TWM Blutzucker kleiner oder gleich 6.3 mmol/l bzw. in der Gruppe mit TWM Blutzucker darüber war die mediane Überlebenszeit 16 bzw. 13 Monate. Die univariate Analyse ergab, dass der TWM Blutzuckerwert, TWM Kortisongabe, Alter, komplette Resektion und Allgemeinzustand mit der Gesamtüberlebenszeit verknüpft waren.

Die multivariate Analyse zeigte TWM Blutzuckerwert, TWM Kortisongabe, Alter und komplette Resektion als Variablen mit unabhängiger Aussagefähigkeit.

Diese Studie zeigt und bestätigt, dass der Blutzuckerspiegel eine (von anderen Faktoren) unabhängige Vorhersagekraft für die Überlebenszeit in mit RT und TMZ behandelten Patienten ist.

Stoffwechselanpassung von Krebszellen bei Glukosemangel

Wie passen sich Krebszellen dem Glukosemangel an und wie führt diese Anpassung zu aggressiveren und schwerer zu behandelnden Tumoren? Indem die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Verhalten normaler Zellen untersuchten, fanden sie heraus, dass Krebszellen die natürliche Stoffwechselreaktion auf Glukosemangel aushebeln.

Wer sich schon einmal mit Diäten beschäftigt hat weiß, dass Zellen, die mit ausreichend Glukose versorgt sind, diesen Zucker auch zur Produktion von Fett verwenden. Fehlt die Glukose, stellen die Zellen die Fettproduktion ein. Die Forschenden identifizierten nun den molekularen Schalter, den die Zellen benötigen, um die Fettproduktion bei Zuckermangel abzuschalten - das Protein 4EBP1. Bei Patienten mit einem bösartigen Hirntumor, dem Glioblastom, ist das Protein 4EBP1 in den Tumorzellen verstärkt vorhanden. Untersuchungen in Tiermodellen zeigten, dass die Blockierung von 4EBP1 das Wachstum dieser Hirntumoren hemmen kann.

Immuntherapie bei Hirntumoren: Aktuelle Studienlage

Die Studienlage zur Immuntherapie bei Hirntumoren ist vielversprechend, aber noch im Wandel.

• Monoklonale Antikörper: Einige Studien untersuchten den Einsatz monoklonaler Antikörper, die gegen spezifische Tumormarker gerichtet sind. Bevacizumab, ein Antikörper gegen den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF), wurde in der Behandlung von Glioblastomen getestet.
• Impfstoffe: Verschiedene Impfstoffe wurden entwickelt und in klinischen Studien untersucht, um das Immunsystem gegen Hirntumorzellen zu aktivieren. Einige dieser Impfstoffe zielen auf tumorassoziierte Antigene ab, während andere dendritische Zellen verwenden, um T-Zellen zu stimulieren.
• CAR-T-Zell-Therapie: Bei der CAR-T-Zell-Therapie werden T-Zellen des Patienten genetisch verändert, um spezifische Tumorantigene zu erkennen und anzugreifen. Diese Methode hat bei bestimmten hämatologischen Krebserkrankungen wie akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) und Non-Hodgkin-Lymphomen beeindruckende Ergebnisse erzielt.
• Immun-Checkpoint-Inhibitoren: Immun-Checkpoint-Inhibitoren, wie etwa PD-1/PD-L1-Inhibitoren, haben in der Behandlung von metastasiertem Melanom und Lungenkrebs Erfolge gezeigt. Bei Hirntumoren sind die Ergebnisse bisher weniger überzeugend.

Zusammenfassend ist die aktuelle Studienlage zur Immuntherapie bei Hirntumoren vielversprechend, aber weiterhin in Entwicklung. Fortschritte in der Immuntherapie könnten in Zukunft zu wirksameren und weniger toxischen Behandlungsoptionen für Hirntumorpatienten führen.

Die Bedeutung eines gesunden Blutzuckerspiegels für die Hirngesundheit

Der „World Brain Day“ am 22. Juli stellt die Prävention von neurologischen Erkrankungen in den Vordergrund. Zum Brain Health Day nehmen die Deutsche Gesellschaft für Neurologie und die Deutsche Hirnstiftung Zucker als „neurotoxische“ Substanz in den Blick.

„Natürlich ist es so, dass hier die Dosis das Gift macht, denn das Gehirn als Höchstleistungsorgan des Körpers benötigt Glukose, um zu funktionieren,“ erklärt Prof. Dr. Frank Erbguth, Präsident der Deutschen Hirnstiftung. „Das ist der Grund, warum unterzuckerte Menschen ohnmächtig werden."

Was macht Zucker im Gehirn?

Hohe Blutzuckerspiegel schädigen die Hirngefäße und führen zu Ablagerungen an den Gefäßwänden, die die Gefäße verengen und die Blutzufuhr und damit die Versorgung der Gehirnzellen mit Nährstoffen drosseln. Das kann zu verschiedenen Einschränkungen führen - je nachdem welcher Teil des Gehirns „unterversorgt“ ist - und am Ende sogar eine vaskuläre Demenz nach sich ziehen. Diese ist nach der Alzheimer-Form die häufigste Ursache einer Demenz ist. In Deutschland erkranken jährlich etwa 250.000 Menschen an einer Demenz, davon 15 bis 25 Prozent an einer solchen gefäßbedingten Demenz.

Hinzu kommt, dass komplexe Zuckermoleküle im Gehirn, sogenannte Glykosaminoglykane, auch direkt die Kognition einschränken können. Sie beeinträchtigen die Funktion der Synapsen, den Schaltstellen zwischen den Nervenzellen und somit die neuronale Plastizität. Es handelt sich dabei um die Fähigkeit von Nervenzellen und Gehirnarealen, sich anzupassen und bei Bedarf zu erweitern, eine wichtige Eigenschaft für die kognitive Entwicklung und das Lernen.

Außerdem gibt es noch eine indirekte hirnschädigende Wirkung von zu hohem Zuckerkonsum auf das Gehirn, via Diabetes mellitus. Seit den 90iger Jahren ist bekannt, dass Menschen mit Typ-2-Diabetes ein deutlich erhöhtes Demenzrisiko aufweisen.

Empfehlungen für einen bewussten Zuckerkonsum

Die DGN und die Deutsche Hirnstiftung raten zu einem bewussten, möglichst geringen Zuckerkonsum. So konnte man nachweisen, dass schon nach einer kleinen Dosis Zucker der Darm über den Vagusnerv Signale an das Gehirn sendet, um dort ein starkes Verlangen nach weiterem Zuckerkonsum auszulösen. „Das könnte der Grund dafür sein, dass manche nach einem Stück Schokolade schnell mal die ganze Tafel aufgegessen haben“, kommentiert Prof. Dr. Erbguth diese Forschungsergebnisse. „Außerdem wird bei Zuckerkonsum im Gehirn Dopamin ausgeschüttet, ein ‚Wohlfühlhormon‘, was dazu führt, dass man immer mehr davon haben möchte. „Es ist sinnvoll, durch weitgehenden Verzicht auf Zucker diesem Teufelskreis zu entgehen“, erklärt Prof. Dr. Die Anstrengung lohnt sich, allein 40 % aller Demenzfälle und 90 % aller Schlaganfälle sind vermeidbar.

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