Strategische Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit

Hirnmetastasen bei schwarzem Hautkrebs: e:Med-Juniorverbund forscht an neuen Behandlungsstrategien

Systemmedizinischer Ansatz kombiniert computerbasierte Analysen und Laborexperimente / Fächerübergreifende Forschung von Dermatoonkologie, Immunologie, Neuroonkologie und Bioinformatik

Nr. 21c | 07.04.2020

Der schwarze Hautkrebs – das so genannte maligne Melanom – bildet besonders häufig und in frühen Krankheitsstadien Metastasen aus. Tochtergeschwülste des Ursprungstumors können sich im Gehirn oder in verschiedenen anderen Organen des Körpers ansiedeln. Dabei sind die häufig auftretenden Hirnmetastasen deutlich schwerer therapierbar als Tochtergeschwülste in anderen Körperregionen. Warum das so ist und wie sich Absiedlungen im Gehirn künftig besser behandeln lassen könnten, erforschen Nachwuchswissenschaftler der Medizinischen Fakultät und des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) sowie am Universitätsklinikum Heidelberg und am Deutschen Krebsforschungszentrum im gemeinsamen e:Med-Juniorverbund MelBrainSys. Die Forscher können hierbei auf einen besonderen Datensatz aus vergleichenden Proben verschiedener Metastasen der jeweils gleichen Patienten zurückgreifen. Der Juniorverbund wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über fünf Jahre mit 3,5 Millionen Euro gefördert.

Wachstum von Hirnmetastasen des malignen Melanoms (grün und rot), aufgenommen mit Echtzeit-Mikroskopie. Die Tumorzellen wachsen entlang kleiner Blutgefäße (blau) im Gehirn.
© Karreman-DKFZ/University Hospital Heidelberg

Etwa eine Million Zellen können sich wissenschaftlichen Schätzungen zufolge täglich von einem Tumor von der Größe eines Kubikzentimeters ablösen – über Blut- und Lymphgefäße verbreiten sie sich im Körper. Nur ein verschwindend geringer Prozentsatz der Zellen wächst anschließend allerdings zu einer Tochtergeschwulst heran. Je nach Tumorart treten Metastasen bevorzugt in bestimmten Organen auf. Schwarzer Hautkrebs siedelt besonders häufig in das Gehirn ab – bei rund 45 Prozent der Patienten bilden sich im Verlauf der Erkrankung eine oder mehrere Hirnmetastasen heraus. Diese lassen sich deutlich schlechter behandeln als Absiedlungen des gleichen Primärtumors an anderen Stellen des Körpers. Welche besonderen molekularen Mechanismen hierbei eine Rolle spielen und wie sich diese für wirksamere Behandlungsansätze nutzen lassen, erforschen junge Wissenschaftler aus Dresden und Heidelberg im standortübergreifenden e:Med-Juniorverbund MelBrainSys. Sie setzen hierbei auf einen innovativen systemmedizinischen Ansatz, der Daten aus den Bereichen Dermatoonkologie, Immunologie, Neuroonkologie und Bioinformatik in einem Wechselspiel von Laborexperimenten und computerbasierten Analysen verknüpft. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über fünf Jahre mit 3,5 Millionen Euro im Rahmen des Forschungs- und Förderkonzeptes „eMed – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin" gefördert.

Um dem Geheimnis der Hirnmetastasen auf die Spur zu kommen, nutzen die Wissenschaftler des Juniorverbunds einen seltenen Datensatz, der in einem früheren NCT-geförderten Projekt gewonnen werden konnte: Dieser umfasst Gewebeproben von Hirnmetastasen und Metastasen aus anderen Organen, die jeweils vom gleichen Patienten stammen. Aktuell arbeiten die Wissenschaftler mit Proben von 15 Patienten, perspektivisch könnte die Analyse auf größere Datensätze ausgeweitet werden. Die Proben ermöglichen es, generelle Unterschiede zwischen Metastasen in verschiedenen Körperregionen zu erforschen, aber auch sehr spezifische Differenzen bei einzelnen Patienten herauszuarbeiten.

„Wir untersuchen beispielsweise, welche Gene in Hirnmetastasen im Vergleich zu Organmetastasen besonders aktiv oder inaktiv sind. Signifikante Auffälligkeiten werden im Labor in Zellkulturen und lebendigen Organismen unter anderem mithilfe von Echtzeit-Mikroskopie weiter erforscht", erklärt Dr. Dana Westphal, Co-Koordinatorin des Juniorverbunds und Wissenschaftlerin an der Klinik für Dermatologie des Universitätsklinikums Dresden. Zudem nehmen die Wissenschaftler die Rolle des Immunsystems im Wechselspiel mit den gefährlichen Absiedlungen im Gehirn in den Blick. Auf dieser Grundlage wollen sie mögliche Ansätze für hirnspezifische Therapiestrategien entwickeln und im Labor überprüfen. Ein ausgefeiltes Rechenmodell soll alle Daten bündeln und die mögliche Wirkung zielgerichteter Therapien vorhersagen.

Leitende Wissenschaftler:

Dr. Dana Westphal
Klinik und Poliklinik für Dermatologie
Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden
E-Mail: dana.westphal(at)uniklinikum-dresden.de

Dr. Rebekka Wehner
Institut für Immunologie
Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden
E-Mail: rebekka.Wehner2@mailbox.tu-dresden.de

Dr. Matthia Andrea Karreman
Abteilung Neuroonkologie
Neurologische Klinik
Universitätsklinikum Heidelberg
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
https://www.dkfz.de/en/neuroonkologie/AG_Winkler.html 
https://www.dkfz.de/en/neuroonkologie/index.php 
E-Mail: m.karreman@dkfz-heidelberg.de

Dr. Michael Seifert
Institut für Medizinische Bioinformatik und Biometrie,
Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden
E-Mail: michael.seifert@tu-dresden.de

Zur Pressemitteilung steht ein Bild in druckfähiger Auflösung zur Verfügung:
https://www.nct-dresden.de/fileadmin/media/nct-dresden/das-nct/newsroom/Bild_Juniorverbund_PM-1.jpg 

BU: Wachstum von Hirnmetastasen des malignen Melanoms (grün und rot), aufgenommen mit Echtzeit-Mikroskopie. Die Tumorzellen wachsen entlang kleiner Blutgefäße (blau) im Gehirn. © Karreman-DKFZ/University Hospital Heidelberg

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs. Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

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