„Im menschlichen Körper konkurrieren Immunzellen und Tumorzellen um dieselben Nährstoffe. Die Krebszellen sind in der Lage, die von den Immunzellen produzierte Energie abzuzweigen und sie dadurch außer Gefecht zu setzen.“
Melanie Grusdat-Pozdeev, PhD (Universität Luxemburg)
Interaktion zwischen einer Lymphozyte und einer Krebszelle
Das Prinzip der Immuntherapie beruht auf der Nutzung der natürlichen Verteidigungsmechanismen des Organismus, d.h., das Immunsystem wird so stimuliert, dass es eine Krankheit bekämpft. Im Fall von Krebs besteht die Idee darin, die Immunzellen zu mobilisieren, damit sie den Tumor erkennen und zerstören, statt die Tumorzellen unmittelbar mit einer Therapie anzugreifen. Um die Wirksamkeit der Immuntherapie zu verbessern, beschäftigen Forschende am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg und des Luxembourg Institute of Health (LIH) sich dem neuen Forschungsgebiet des Immunstoffwechsels, auch als Immunmetabolismus bezeichnet.
Als Stoffwechsel bezeichnet man die chemischen Reaktionen im Inneren der Zellen, die es ihnen vor allem ermöglichen, die Energie zu produzieren, die sie für ihr Funktionieren benötigen. Die Erforschung des Immunmetabolismus gilt den Zusammenhängen zwischen Stoffwechsel und Funktionsweise der Immunzellen. Die Forschenden wollen besser verstehen, wie die komplexen chemischen Stoffwechselreaktionen die Entwicklung von wirksamen Immunzellen steuern, und hoffen, die so die gewünschte Funktionsweise der für die Immuntherapie relevanten Zellen zu fördern.
Ziel ist es nun, Moleküle zu identifizieren, die den Metabolismus der Immunzellen regulieren und deren Energieproduktion begünstigen können. Wenn es gelingen würde, diese Zellen gezielt anzuregen, könnte man die mittels Immuntherapie erlangten Ergebnisse verbessern.
Die Fondation Cancer fördert das Forschungsprojekt CD8-library gemeinsam mit dem FNR mit 603.000 €
Melanie Grusdat arbeitet insbesondere über zytotoxische T-Lymphozyten, deren Aufgabe in der Zerstörung bösartiger Zellen besteht.
„Wir versuchen, auf ihren Stoffwechsel Einfluss zu nehmen, damit sie effizienter werden,“ so die Wissenschaftlerin. „Wir haben beispielsweise beobachtet, dass diese Lymphozyten bei Fehlen eines bestimmten Nährstoffs in der Lage sind, sich anzupassen und weiter Energie zu produzieren. Die Krebszellen hingegen können das nicht. Sie sterben ab. Es wäre also interessant, diesen Vorteil auszunutzen und eine Therapie zu entwickeln, die die natürliche Plastizität der Immunzellen verstärkt.“
Die Plattform dient als Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und Medikamentenentwicklung. Das komplexe System mit Spitzentechnologie wie Inkubatoren, akustischer Tröpfchenausstoßvorrichtung und konfokalem Hochdurchsatzmikroskop, die über einen Präzisionsroboterarm miteinander verbunden sind, ermöglicht die Anzucht von Zellkulturen und High-Throughput-Screening.
Um herauszufinden, welche Moleküle diese Funktion übernehmen könnten, arbeiten die Forschenden von LCSB und LIH mit dem Verfahren des High-Throughput-Screening, auch Hochdurchsatz-Screening, einer Technologie, mit der sich eine hohe Anzahl von Verbindungen gleichzeitig untersuchen lässt. Die automatisierte Plattform wurde 2016 für den LCSB maßangefertigt und ist einzigartig in Europa. Dort wird derzeit eine Chemothek mit 250 verschiedenen Verbindungen getestet.
Sie arbeiten dabei mit einer Molekülbank, die größtenteils Medikamente enthält, die bereits zur Therapie verschiedener Krankheiten zum Einsatz kommen. Sollten bestimmte Wirkstoffe sich als vielversprechend erweisen, könnte man deren Verwendung in der Krebstherapie erwägen. Ein solches Vorgehen ist üblicherweise schneller als die Entwicklung einer vollkommen neuen Therapie.
Schon gewusst?
- Solide Tumoren machen 90 % alles Krebserkrankungen aus und können in jedem beliebigen Gewebe entstehen, insbesondere auch in der Haut. Es handelt sich nur bei 10 % aller Hautkrebserkrankungen um ein kutanes Melanom, dabei jedoch stellt es eine der schwerwiegendsten Hautkrebserkrankungen dar.
- Das Melanom entsteht in den Zellen, in denen das für die Bräunung der Haut zuständige Pigment produziert wir
- Immuntherapien zeigen bei 20 bis 40 % der Patienten und Patientinnen eine Wirkung.
Melanie Grusdat (PhD)
Dr. Melanie Grusdat ist Postdoc im Team Immunology & Genetics unter Prof. Dirk Brenner. Das gemeinsame Team von LCSB und LIH untersucht erforscht mithilfe von in-vitro- und in-vivo-Verfahren die molekularen, metabolischen und zellulären Prozesse, die bei einer Entzündung ablaufen, und arbeitet unter anderem über die Zusammenhänge zwischen Immunität, Immunstoffwechsel und Krebs.
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