Impfen gegen Hirntumoren
Das Immunsystem kann eine wirksame Waffe gegen Krebszellen sein. Michael Platten und sein Team möchten es nutzen, um bösartige Hirntumoren zu bekämpfen.
Bösartige Gliome sind bislang noch unheilbare Hirntumoren. Nach einer Operation kehren sie meist schnell zurück, und auch Chemo- oder Strahlentherapie sind häufig nur begrenzt wirksam. Wissenschaftler um Michael Platten setzen deshalb darauf, das Immunsystem mithilfe einer Impfung gegen die Krebszellen zu aktivieren. Platten leitet im DKFZ die Klinische Kooperationseinheit Neuroimmunologie und Hirntumorimmunologie und ist Direktor der Neurologischen Klinik an der Universitätsmedizin Mannheim.
Sein Ansatz beruht darauf, die natürliche Abwehrreaktion des Körpers gegen Zellen mit anomalen Eigenschaften gezielt zu stimulieren. Plattens Team musste zunächst ein spezifisches Merkmal der Krebszellen identifizieren, gegen das sich die Impfung richten sollte. Fündig wurden die Forscher in einem ganz bestimmten Schreibfehler im Erbgut der Krebszellen, der bei vielen Patienten mit einem Gliom auftritt. Er führt dazu, dass im Enzym Isocitrat-Dehydrogenase 1 (IDH1) eine bestimmte Aminosäure ausgetauscht wird. Da diese Veränderung ursächlich für die Krebserkrankung ist, tritt sie in allen Zellen des Tumors auf. Mit einem hochspezifischen Antikörper, den Andreas von Deimling, Ärztlicher Direktor am Universitätsklinikum Heidelberg und Leiter einer Klinischen Kooperationseinheit im DKFZ, entwickelt hat, konnten die Forscher darüber hinaus auch nachweisen, dass das Merkmal vollkommen tumorspezifisch ist, also nicht in gesunden Zellen vorkommt.
Es gelang den Krebsexperten schließlich, einen Impfstoff zu entwickeln, der auf dem veränderten Enzym beruht. In einer klinischen Studie der Phase-I untersuchen sie aktuell, ob er in Kombination mit einer Chemo- oder Strahlentherapie verhindern kann, dass Gliome nach der Behandlung wieder auftreten.
Erste Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Impfstoff gut vertragen wurde und bei fast allen Patienten eine spezifische Reaktion des Immunsystems hervorrief.
1. Gewebeentnahme
Nach der Erstdiagnose entfernen die Ärzte den Tumor zunächst operativ so weit wie möglich. Da dieser diffus ins gesunde Gewebe einwachst, bleiben dort meist Krebszellen zurück, aus denen später ein neuer Tumor hervorgeht. Das entnommene Gewebe steht für Analysen zur Verfügung.
2. Analyse der Tumorzellen
Damit eine Impfung wirken kann, müssen die Krebszellen nicht nur die spezifische Mutation im Enzym IDH1 aufweisen, sondern dessen veränderte Stelle (dunkelviolett) auch so auf ihrer Oberflache präsentieren, dass die Immunzellen diese erkennen können. Mit einem eigens entwickelten Test können Platten und sein Team nachweisen, ob diese Voraussetzung bei einem einzelnen Patienten erfüllt ist.
3. Impfung
Der Impfstoff enthält neben Hilfsstoffen, die das Immunsystem stimulieren, auch einen aus 15 Aminosäuren bestehenden „Nachbau“ des Abschnitts der IDH1, der die tumorspezifische Veränderung aufweist.
4. Präsentation des tumorspezifischen Merkmals
Nachdem der Patient die Impfung erhalten hat, nehmen spezielle Zellen des Immunsystems – die dendritischen Zellen – das tumorspezifische IDH1-Bruchstuck auf und präsentieren es auf ihrer Oberflache.
5. Aktivierung
Die dendritischen Zellen wandern in die Lymphknoten und treffen dort auf T-Zellen, die ebenfalls Teil der Immunabwehr sind. Diejenigen T-Zellen, die über eine passende Andockstelle für das IDH1-Bruchstück verfugen, werden nun aktiviert.
6. + 7. Vermehrung + Bewegung zum Tumor
Die aktivierten T-Zellen vermehren sich und verbreiten sich über den Blutstrom im gesamten Körper.
8. Erkennen und Töten der Krebszellen
Im Gehirn treffen die T-Zellen auf die nach der Operation verbliebenen Krebszellen. Die Immunzellen erkennen das veränderte Bruchstuck der IDH1 auf den Krebszellen und toten diese daraufhin.