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# Biologie # Krebsbiologie

Gegen Glioblastom kämpfen: Der Kampf ums Leben

Forscher versuchen, die Ergebnisse für Glioblastom-Patienten durch innovative Behandlungen zu verbessern.

Richard J.R. Elliott, Peter Nagle, Muhammad Furqan, John C. Dawson, Aoife McCarthy, Alison F Munro, Camilla Drake, Gillian M Morrison, Michael Marand, Daniel Ebner, Steven M. Pollard, Valerie G Brunton, Margaret C Frame, Neil O. Carragher

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Gegen Glioblastom Gegen Glioblastom kämpfen: Hoffnung voraus gegen aggressiven Hirntumor. Neue Behandlungen bringen Hoffnung
Inhaltsverzeichnis

Glioblastom, oft abgekürzt als GBM, ist die häufigste und aggressivste Art von Gehirntumor. Es ist ein Grad IV Astrozytom, was bedeutet, dass es hochgradig und ziemlich fies ist. Dieser Tumor entsteht aus Gliazellen, die die Nervenzellen unterstützen und schützen. Stell dir dein Gehirn wie eine geschäftige Stadt vor, mit Neuronen als Hauptstrassen und Gliazellen als dem Wartungsteam. GBM ist wie ein Bauprojekt, das total aus dem Ruder läuft und Chaos in der Stadt verursacht.

Die Schwierigkeiten bei der Behandlung von GBM

GBM ist bekannt dafür, dass es schwer zu behandeln ist. Die Sterblichkeitsraten steigen an Orten wie dem Vereinigten Königreich, besonders bei Menschen über 60. Trotz Fortschritten in der Medizin haben sich die Überlebensraten nicht viel verbessert und bleiben bei weniger als 5 % fünf Jahre nach der Diagnose. Das bedeutet, wenn du mit GBM diagnostiziert wirst, sind deine Chancen, die fünf Jahre zu erreichen, etwa so gut wie eine Nadel im Heuhaufen zu finden – nur dass der Heuhaufen auch noch brennt!

Seit 2005 ist ein Behandlungsprotokoll, das Bestrahlung und ein Chemotherapietablette namens Temozolomid umfasst, der gängige Ansatz. Während es das Überleben um ein paar Monate verlängert hat, ist das im Vergleich zu dem, was die Patienten hoffen, nur ein Tropfen auf den heissen Stein.

Was macht GBM so zäh?

Die Komplexität von GBM ist atemberaubend. Forscher haben herausgefunden, dass die Biologie von GBM sehr unterschiedlich ist, was bedeutet, dass kein Tumor genau wie der andere ist. Diese Vielfalt macht die Behandlungsoptionen kompliziert und schafft eine Situation, in der Therapien, die bei einem Tumor wirken, bei einem anderen nicht funktionieren, ähnlich wie einige Leute würzige Speisen essen können, ohne zu weinen, während andere einen Liter Milch in der Nähe brauchen.

Zusätzlich gibt es spezielle Zellen, die als GBM-Stammzellen (GSCs) bekannt sind. Diese Zellen sind wie die nervigen Unkräuter in deinem Garten – sie können sich selbst regenerieren und behandeln. Sie gedeihen in einer unterstützenden Umgebung, die ihnen hilft zu wachsen und sich anzupassen, was sie noch schwieriger zu bekämpfen macht.

Der Aufstieg neuer Technologien

In den letzten Jahren sind neue Technologien entstanden, die es Wissenschaftlern ermöglichen, GBM detaillierter zu untersuchen. Dazu gehört die Einzelzell-Transkriptomik, die sich die genetische Zusammensetzung einzelner Zellen anschaut. Forscher verwenden auch fortschrittliche Bildgebungstechniken, um mehr Informationen über das Verhalten von Tumoren zu sammeln.

Diese technologischen Fortschritte öffnen die Tür, um GBM besser zu verstehen und möglicherweise neue Behandlungen zu finden. Ein vielversprechender Ansatz war eine klinische Studie, die eine Kombination von Medikamenten testete, die spezifische Mutationen anvisierten, die bei einigen GBM-Patienten vorkommen. Während diese Studie einige positive Ergebnisse zeigte, verdeutlichte sie die Herausforderung, eine Krankheit zu behandeln, bei der nur ein kleiner Prozentsatz der Patienten die Art von Mutation hat, die die Medikamente anvisieren.

Das Dilemma bei der Arzneimittelentwicklung

Im Wettlauf um wirksame GBM-Behandlungen war der Weg kompliziert. Viele Medikamente, von denen die Forscher hofften, dass sie wirken würden, sind in klinischen Studien gescheitert. Das hat zu einem Umdenken darüber geführt, wie neue Medikamente entwickelt werden sollen. Statt sich nur auf spezifische Ziele im Tumor zu konzentrieren, schauen die Forscher sich jetzt das gesamte Verhalten und die Eigenschaften der Tumorzellen an.

Einer der Ansätze, der Aufmerksamkeit erregt hat, ist die phänotypische Arzneimittelentdeckung (PDD). Diese Methode beinhaltet, wie Medikamente die gesamte Zelle beeinflussen, anstatt sich nur auf ein einzelnes molekulares Ziel zu konzentrieren. Es ist ein bisschen wie verschiedene Gewürze in einem Rezept auszuprobieren, bis man die perfekte Kombination findet, anstatt einfach Salz hinzuzufügen und es dabei zu belassen.

Screening nach neuen Behandlungen

Eine der Methoden, die Forscher verwenden, um neue GBM-Behandlungen zu finden, ist das umfangreiche Screening von Medikamenten. In diesem Prozess werden verschiedene Verbindungen an patientenabgeleiteten GSC-Modellen getestet. Das Ziel ist es, Verbindungen zu identifizieren, die diese widerstandsfähigen Stammzellen effektiv abtöten können.

In einem kürzlichen Screening-Versuch haben Forscher eine Bibliothek von Medikamenten gegen sechs verschiedene GSC-Linien getestet, die verschiedene Subtypen von GBM abdeckten. Sie suchten nach Verbindungen, die einen signifikanten Einfluss auf das Überleben und Verhalten dieser Zellen haben könnten. Nach dem Screening von fast 4.000 verschiedenen Verbindungen konnten die Forscher über 200 identifizieren, die vielversprechend wirkten.

Ein näherer Blick auf die Kandidaten

Unter den vielversprechenden Kandidaten waren bekannte Klassen von Medikamenten, darunter solche, die den Zellzyklus, Apoptose (oder programmierten Zelltod) und andere entscheidende Prozesse im zellulären Leben anvisieren. Einige dieser Medikamente wurden zuvor bei anderen Krebsarten eingesetzt, sodass die Hoffnung bestand, sie für GBM umzuorientieren.

Eine Gruppe von Medikamenten, die herausstach, waren eine Art von Hemmstoffen, die bekannt dafür sind, Histon-Deacetylasen (HDACs) anzugreifen. Diese Verbindungen haben sich als vielversprechend bei der Behandlung verschiedener Krebsarten erwiesen. Forscher testeten eine spezielle Bibliothek von HDAC-Hemmern, um zu sehen, wie effektiv sie gegen GSCs sind. Einige von ihnen stellten sich als unglaublich wirksam heraus, wobei ein Kandidat, Fimepinostat, besonders ermutigende Ergebnisse zeigte.

CDK-Hemmer zur Rettung?

Eine weitere Klasse von Medikamenten, die als Cyclin-abhängige Kinase (CDK) Hemmer bekannt sind, hat ebenfalls Wirksamkeit gegen GBM gezeigt. CDKs sind entscheidend für die Regulierung des Zellzyklus, was sie zu attraktiven Zielen für die Krebstherapie macht. In einem Experiment zeigten mehrere CDK-Hemmer starke Aktivitäten gegen GSC-Linien, was die Forscher veranlasste, weitere Erkundungen dieser Mittel in Betracht zu ziehen.

Die Freude an Kombinationstherapien

Die Forscher hören nicht nur bei individuellen Medikamententests auf; sie schauen sich auch kombinierte Medikamente an. Die Idee ist, dass die kombinierten Effekte möglicherweise stärker sind als die eines einzelnen Mittels. Einige frühe Kombinationsstudien zeigten vielversprechende Ergebnisse, bei denen HDAC- und CDK-Hemmer zusammenwirkten.

Die Logik dahinter ist, dass, wenn ein Medikament die Tumorzellen schwächt, ein anderes den Job vielleicht zuende bringt. Es ist wie ein Tag-Team im Wrestling, bei dem ein Wrestler den Gegner ablenkt, während der andere einen Knockout-Schlag landet.

Was kommt als Nächstes?

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, ist es wichtig, daran zu denken, dass noch viel Arbeit zu tun ist. Forscher vertiefen sich weiterhin in die Ergebnisse und suchen nach Möglichkeiten, diese Verbindungen weiter zu verfeinern. Das Ziel ist es, sichere und effektive Behandlungen zu entwickeln, die die Überlebenschancen für GBM-Patienten verbessern können.

Im grossen Ganzen stellt die laufende Forschung Hoffnung dar. Obwohl GBM ein schwieriger Gegner ist, bieten technologische Fortschritte und ein besseres Verständnis der Krankheit einen Weg zu besseren Behandlungen.

Fazit

Glioblastom ist eine herausfordernde medizinische Erkrankung, die viele Leben beeinflusst, aber die Forscher arbeiten hart daran, herauszufinden, wie man dieses Biest anpackt. Durch das Verständnis seiner Komplexitäten und die Kraft innovativer Behandlungen gibt es Hoffnung für die Zukunft. Ob mit neuen Medikamenten, Kombinationen bestehender Therapien oder besseren Möglichkeiten, sie zu verabreichen – der Kampf gegen GBM ist noch lange nicht vorbei. Es mag sich anfühlen wie David gegen Goliath, aber mit jeder neuen Entdeckung gibt es eine stärkere Chance, dass David am Ende gewinnt!

Originalquelle

Titel: A comprehensive pharmacological survey across heterogeneous patient-derived GBM stem cell models

Zusammenfassung: Despite substantial drug discovery investments, the lack of any significant therapeutic advancement in the treatment of glioblastoma (GBM) over the past two decades calls for more innovation in the identification of effective treatments. The inter-and intra-patient heterogeneity of GBM presents significant obstacles to effective clinical progression of novel treatments by contributing to tumour plasticity and rapid drug resistance that confounds contemporary target directed drug discovery strategies. Phenotypic drug screening is ideally suited to heterogeneous diseases, where targeting specific oncogenic drivers have been broadly ineffective. Our hypothesis is that a modern phenotypic led approach using disease relevant patient derived GBM stem cell systems will be the most productive approach to identifying new therapeutic targets, drug classes and future drug combinations that target the heterogeneity of GBM. In this study we incorporate a panel of patient derived GBM stem cell lines into an automated and unbiased Cell Painting assay to quantify multiple GBM stem cell phenotypes. By screening several compound libraries at multiple concentrations across a panel of patient-derived GBM stem cells we provide the first comprehensive survey of distinct pharmacological classes and known druggable targets, including all clinically approved drug classes and oncology drug candidates upon multiple GBM stem cell phenotypes linked to cell proliferation, survival and differentiation. Our data set representing, 3866 compounds, 2.2million images and 64000 datapoints is the largest phenotypic screen carried out to date on a panel of patient-derived GBM stem cell models that we are aware off. We seek to identify agents and targets classes which engender potent activity across heterogenous GBM genotypes and phenotypes, in this study we further characterize two validated target classes, histone deacetylase inhibitors and cyclin dependent kinases that exert broad and potent effects on the phenotypic and transcriptomic profiles of GBM stem cells. Here we present all validated hit compounds and their target assignments for the GBM community to explore.

Autoren: Richard J.R. Elliott, Peter Nagle, Muhammad Furqan, John C. Dawson, Aoife McCarthy, Alison F Munro, Camilla Drake, Gillian M Morrison, Michael Marand, Daniel Ebner, Steven M. Pollard, Valerie G Brunton, Margaret C Frame, Neil O. Carragher

Letzte Aktualisierung: 2024-12-04 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625719

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625719.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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