Studie entwickelt eine Strategie zur nichtinvasiven Verfolgung tumorassoziierter Makrophagen

Eine Studie von Ludwig Cancer Research hat eine Strategie entwickelt, um Immunzellen, sogenannte Makrophagen, in Gehirn- und Brusttumoren bei lebenden Mäusen nichtinvasiv zu verfolgen. Krebserkrankungen rekrutieren und programmieren häufig diese tumorassoziierten Makrophagen (TAMs) um, um ihr eigenes Wachstum zu unterstützen und Resistenzen gegen Therapien zu erzeugen. Unter der Leitung von Johanna Joyce und Davide Croci von Ludwig Lausanne und ihrem Kollegen am Universitätsspital Lausanne, Ruud B. van Heeswijk, erscheint die Studie in der aktuellen Ausgabe von Science Translational Medicine und ist auf dem Cover der Zeitschrift abgebildet.

Die Überwachung von Makrophagen hat das Potenzial, die therapeutische Behandlung verschiedener Krebsarten erheblich zu verbessern. Maligne Erkrankungen des Gehirns, die zu den tödlichsten primären Krebsarten und Metastasen gehören, sind insbesondere auf die Anwesenheit von Makrophagen angewiesen, und die gezielte Bekämpfung dieser Immunzellen könnte eine Schlüsselstrategie für ihre Behandlung darstellen.“

Johanna Joyce, Ludwig Lausanne

Das Joyce-Labor untersucht seit mehreren Jahren die entscheidende Rolle, die TAMs und andere Immunzellen bei Tumoren spielen, die im Gehirn entstehen oder von anderswo, etwa der Brust, der Lunge oder der Haut, dorthin metastasieren. Sie und ihre Kollegen haben beispielsweise gezeigt, wie Medikamente, die die Wirkung eines für das Makrophagenwachstum wesentlichen Faktors blockieren, TAMs von einem krebsunterstützenden Zustand in einen krebstötenden Zustand umprogrammieren können. Sie haben herausgefunden, wie die residenten Makrophagen des Gehirns, Mikroglia und diejenigen, die aus dem Blutkreislauf von Tumoren angezogen werden – Monozyten-abgeleitete Makrophagen (MDMs) –, Gliome und Hirnmetastasen unterschiedlich besiedeln. Ihre Studien haben auch gezeigt, wie TAMs zum Wiederauftreten und zur Therapieresistenz von Hirntumoren beitragen, und Strategien zur Bewältigung jeder dieser Herausforderungen identifiziert.

Die Fähigkeit, Veränderungen der Makrophagenzahl und -verteilung im Laufe der Zeit zu verfolgen, könnte daher viel dazu beitragen, das Management der Hirntumortherapie zu verbessern. Aber das ist leichter gesagt als getan. Derzeit kann die Immunlandschaft von Gliomen nur durch Biopsie betrachtet werden, was-; Abgesehen davon, dass es sehr invasiv und daher alles andere als routinemäßig ist; ermöglicht lediglich einen flüchtigen Blick auf einen kleinen Abschnitt eines Tumors zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Um TAM-Populationen im Laufe der Zeit nichtinvasiv zu untersuchen, nutzten Joyce und ihre Kollegen eine Grundfunktion der Immunzellen aus, die darin besteht, durch den Körper zu wandern und Feinstaub aufzusaugen. Sie injizierten Mausmodellen von Gliomen, Brustkrebs und Brust-Hirn-Metastasen zwei verschiedene Arten von Nanopartikeln, die beide mit einem Fluorisotop (19F) markiert waren und jeweils ein charakteristisches und erkennbares Signal aussendeten, das durch Magnetresonanztomographie (MRT) erkennbar war. ;eine Standard-Bildgebungstechnologie für die Krebsbehandlung. Die von diesen Nanopartikeln ausgesendeten Signale unterscheiden sich auch von denen eines Wasserstoffisotops (1H), das zur Abbildung von Gewebe, einschließlich Krebsgeschwüren, verwendet wird.

Die Forscher zeigen, dass sich die Nanopartikel in TAMs ansammeln, was eine direkte und nicht-invasive Methode ermöglicht, mit der „multispektralen“ MR-Bildgebung nicht nur die Häufigkeit, sondern auch die Position der Immunzellen in der Geographie von Tumoren zu ermitteln. Ihre Bildgebung ergab beispielsweise, dass sich die markierten TAMs um die undichten, missgebildeten Blutgefäße ansammeln, die durch Tumore entstehen, eine Entdeckung, die Auswirkungen auf in der Entwicklung befindliche Kombinationstherapien haben könnte, die darauf abzielen, das Tumorgefäßsystem zu normalisieren, um die Arzneimittelabgabe zu verbessern.

Die Strahlentherapie ist eine Standardbehandlung von Gliomen, und aktuelle Untersuchungen des Joyce-Labors haben gezeigt, dass sie die Gesamtzahl und -typen der TAMs nach der ersten Bestrahlung und beim Wiederauftreten der Krankheit erheblich verändert. In der aktuellen Studie bestätigten Joyce, Croci, van Heeswijk und Kollegen, dass Mikroglia und MDMs in unbehandelten Gliomen zwar in ungefähr gleicher Anzahl vorkommen, MDMs jedoch dazu neigen, in Tumoren, die nach einer Strahlentherapie erneut auftreten, die Kontrolle zu übernehmen und sich in einiger Entfernung von Mikroglia zusammenzuballen.

„Die Bildgebung zeigte bisher unbekannte Nischen für TAMs in unbehandelten, ruhenden und wiederkehrenden Gliomen“, sagt Joyce. „Es wurde auch erfasst, wie sich die Verteilung von TAMs zwischen Gliomen und Hirnmetastasen unterscheidet. Die in dieser Studie entwickelten Bildgebungsansätze könnten bei weiterer Entwicklung Ärzten dabei helfen, Hirntumortypen nichtinvasiv zu identifizieren, Prognose und Arzneimittelresistenz besser zu überwachen und so das therapeutische Management zu verbessern.“ Hirntumoren.“

Darüber hinaus werden diese Strategien Wissenschaftlern einen Einblick in die sich verändernde Immunlandschaft von Tumoren bieten und Erkenntnisse liefern, die für die Entwicklung neuer Krebstherapien von entscheidender Bedeutung sind.

Quelle:

Ludwig-Institut für Krebsforschung

Referenz:

Croci, D., et al. (2022) Multispektrale Fluor-19-MRT ermöglicht eine longitudinale und nichtinvasive Überwachung tumorassoziierter Makrophagen. Wissenschaftliche translationale Medizin. doi.org/10.1126/scitranslmed.abo2952.

.