Im Blut zirkulierende Tumorstammzellen, auch Circulating Cancer Stem Cells(cCSC) genannt, spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Metastasen und dem Fortschreiten von Krebserkrankungen. Seit ihrer ersten wissenschaftlichen Beschreibung in den frühen 2000er-Jahren, stehen sie zunehmend im Mittelpunkt der Krebsforschung.

Was sind zirkulierende Tumorstammzellen?

Tumorzellen(CETC/CTC) können sich von einem Primärtumor lösen und in den Blutkreislauf gelangen. Einige dieser Zellen besitzen stammzellähnliche Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, sich selbst zu erneuern, sich in verschiedene Zelltypen zu entwickeln und neue Tumoren(Metastasen) zu bilden. Diese zirkulierenden Tumorstammzellen(cCSC) sind deutlich widerstandsfähiger gegenüber vielen gängigen Therapien, was ihre Bekämpfung erschwert. Sie können über lange Zeiträume im Körper verbleiben und selbst noch nach Jahren zu Rückfällen(Rezidiven) führen.

Eigenschaften von Tumorstammzellen:

• Fähigkeit zur Selbsterneuerung
• Fähigkeit zur Differenzierung in verschiedene Zelltypen
• Hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Therapien
• Erhöhung der Aggressivität eines Tumors
• Förderung der Bildung von Metastasen

Die stemtrac®-Methode
Nachweis von Tumorstammzellen im Blut

Das Labor Dr. Pachmann hat mit der stemtrac®-Methode eine innovative Technik zur Detektion und Analyse zirkulierender Tumorstammzellen entwickelt. Dabei werden Blutproben der Patienten über einen Zeitraum von drei Wochen im Labor kultiviert. Sind Tumorstammzellen im Blutvorhanden, bilden sich sogenannte Tumorsphären-dreidimensionale Zellaggregate, die durch Zellteilung entstehen. Die Anzahl dieser Tumorsphären ermöglicht Rückschlüsse auf die Aggressivität des Tumors und das Risiko einer Metastasierung.

Klinische Bedeutung der Tumorsphären:

• Anzahl der Tumorsphären als Biomarker: Die Anzahl an Tumorsphären kann Hinweise auf die Aggressivität des Tumors und der Wahrscheinlichkeit einer Metastasierung geben.
• Erhöhte Anzahl bei metastasierten Patienten: Patienten mit Metastasen weisen eine deutlich höhere Anzahl an Tumorsphären auf als nicht-metastasierte Patienten.

Vorteile der regelmäßigen Überwachung

Durch eine regelmäßige Testung auf Tumorstammzellen, kann der Therapieverl aufüberwacht und Rückfälle frühzeitig erkanntwerden. Darüber hinaus lässt sich die Wirksamkeit von Wirkstoffen gezielt an Tumorstammzellen testen.

Die Hauptziele der stemtrac®-Methode:

• Überwachung des Therapieerfolges
• Früherkennungvon Rückfällen
• Entwicklung personalisierter Krebstherapien

Aktuelle Forschungsarbeiten

Aufgrund ihres Einflusses auf die Metastasierung und Therapieresistenz bei Tumorerkrankungen haben Tumorstammzellen eine zentrale Rolle in der Krebsforschung eingenommen. Eine kürzlich im Scientific Reports veröffentlichte Studie der Universität und des Universitätsklinikums Regensburg in Zusammenarbeit mit dem Labor Pachmann, zeigt, dass Tumorsphären, die aus im Blut zirkulierenden Tumorstammzellen der Patienten kultiviert wurden, erfolgreich auf der Chorioallantoismembran von Hühnereiern gezüchtet werden können. Auf diese Weise lassen sich spezielle Krebsmodelle – sogenannte patientenabgeleitete Xenotransplantate(PDX-Modelle) – im Labor erstellen. Diese ermöglichen es, das Wachstum und Verhalten echter menschlicher Tumoren außerhalb des Körpers zu beobachten. Dadurch kann die Wirksamkeit neuer Medikamente getestet und personalisierte Therapien entwickelt werden-Behandlungen, die speziell auf den Tumor des einzelnen Patienten zugeschnitten sind.
Auch das Deutsche Krebsforschungszentrum(DKFZ) arbeitet an der Entwicklung stabiler Krebsmodelle. In einer Studie wurden Tumorzellen aus Blutproben von Brustkrebspatientinnen isoliert und in Mäusen kultiviert. Dabei konnte ein Signalweg identifiziert werden, der für das Überleben und die Therapieresistenz von Tumorzellen von Bedeutung ist. Die Blockade des vermittelnden Proteins Neuregulin 1(NRG-1) und alternativer Signalwege im Labor führte zu einer effektiven Hemmung der Tumorzellvermehrung.

Zukunftsperspektiven

Die Forschung beschäftigt sich weiter mit der Verbesserung der Isolierungstechniken und dem Verständnis der besonderen Eigenschaften von Tumorstammzellen. Dazu gehört ihre Fähigkeit zur Differenzierung und zur Veränderung ihres Phänotyps. Auch das Labor Pachmann arbeitet stetig an der Weiterentwicklung der stemtrac®-Methode, um personalisierte und wirksame Krebstherapien zu ermöglichen.

Kontakt:

Labor Pachmann GmbH&Co. KG
Kurpromenade 2
95448 Bayreuth
Germany

Mail:maintrac[at]laborpachmann[dot]de
www.maintrac.de/de
Autor Labor Pachmann/Svenja Frister