Leukämie: Mit Mathemodell auf Stammzellenjagd

21. April 2016
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Ein mathematisches Modell kann den Anteil der Krebsstammzellen im Verlauf einer Leukämieerkrankung berechnen. Das Modell könnte eine Voraussage der Tumorentwicklung und Therapieanpassung erleichtern, sodass der Nachschub von neuen Tumorzellen gestoppt wird.

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön haben ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem sie den Anteil dieser Krebsstammzellen im Verlauf einer Krebserkrankung berechnen können. Im Falle einer Leukämie führen genetische Veränderungen der Stammzellen zu unkontrolliertem Wachstum.  „Zwar machen letztendlich die Stammzellen nur einen kleinen Teil eines Tumors aus –wie groß dieser ist, wissen wir aber noch nicht“, so Benjamin Werner, ehemaliger Mitarbeiter am Max-Planck Institut für Evolutionsbiologie.

Aussicht für passende Therapie

Nun haben die Wissenschaftler ein mathematisches Modell mithilfe von medizinischen Daten von Leukämiepatienten entwickelt. Die Forscher haben die Verlaufskurven des Krebses während einer Behandlung mit dem Krebsmedikament Imatinib analysiert und die Stärke der Krankheit gemessen. Das Computermodell berechnete auf Basis dieser Zahlen den Anteil an Krebsstammzellen im Körper der Patienten. Demzufolge nahm die Anzahl an Krebszellen nach einem Behandlungsjahr um das Hundertfache ab. Der Anteil der Tumorstammzellen stieg entsprechend an. Nach fünf Jahren Behandlung kletterte ihr Anteil sogar auf das Tausendfache. Die Zahl der Krebsstammzellen sinkt langsamer als die der übrigen Krebszellen. Das Modell besitzt zudem den Vorteil, dass keine Informationen über den Krebs an sich einfließen. Es lässt sich daher auf unterschiedliche Krebsformen anwenden.

„Krebsstammzellen fördern nicht nur das Wachstum eines Tumors. Sie können zudem gegenüber Strahlen- und Chemotherapie resistent sein. Wenn wir die Anzahl der Krebsstammzellen bei der Diagnose und im Verlauf einer Behandlung abschätzen können, kann die Therapie dementsprechend angepasst werden“, so Philipp Altrock, Leiter der Studie. Dazu gehört etwa, wie aggressiv die Behandlung sein soll und wie lange sie andauern muss,  sowie die Frage, welche Kombinationen an Medikamenten am effektivsten sind. „Patienten mit nur wenigen Krebsstammzellen könnten eventuell die Therapie abbrechen, Patienten mit vielen Krebsstammzellen hingegen könnten von einem anderen Therapieansatz profitieren“, erklärt Werner. Das Modell ist derzeit noch nicht in der klinischen Anwendung. „Bis dies möglich ist, müssen wir es noch weiterentwickeln“, sagt Arne Traulsen vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie. Die Autoren hoffen, diese Methode in Zukunft auch auf solide Tumore anwenden zu können.

Originalpublikation:

Benjamin Werner et al.; Cancer Research, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-2069; 2016
7 Wertungen (5 ø)
Forschung, Medizin, Onkologie

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2 Kommentare:

Dr. Robert Prinz
Dr. Robert Prinz

@1:
Wenn die Stammzellen weniger stark “platt” gemacht werden als die “normalen” Krebszellen, wird deren Anzahl also weniger stark dezimiert als die Anzahl der “normalen” Tumorzellen – bedeutet: Der Anteil der Stammzellen wächst relativ, ggf. auch absolut, denn die Stammzellen können sich ja auch selbst vermehren.

Praktisch bedeutet dies: zuletzt bleibt ein Häufchen Krebs-Stammzellen oder gar eine einzelne Stammzelle übrig. Womit überhaupt die ganze Therapie in Frage steht – denn es hieß doch jahrelang die Krebsstammzellen sind das Problem. Und die bekommt man offenbar nur schwer “neutralisiert”.

#2 |
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Gast
Gast

hallo, eine Frage zum 2 Absatz: “. . . nahm die Anzahl an Krebszellen nach einem Behandlungsjahr um das Hundertfache ab. Der Anteil der Tumorstammzellen stieg entsprechend an.” Wieso entsprechend?? Warum nimmt die Zahl der Stammzellen zu, wenn die Zahl der Krebszelle abnehmen?
Vielen Dank für eine Aufklärung!

#1 |
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