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Hirntumoren auf der Spur - Gliazellen haben Schlüsselrolle

Berliner Sonderforschungsbereich Neurobiologie - Kooperation zwischen Charité, Freier Universität und MAX-DELBRÜCK-CENTRUM

Die häufigsten bösartigen Tumore des menschlichen Zentralnervensystems sind Glioblastome. Die Prognose bei dieser Erkrankung ist äußerst schlecht, die meisten Patienten sterben innerhalb des ersten Jahres nach Entdeckung des Tumors. Glioblastome sind nach den Zellen benannt, aus denen sie entstehen: den Gliazellen. Die Rolle der Gliazellen bei der Entstehung von Hirntumoren untersuchen Dr. Helmut Kettenmann vom MAX-DELBRÜCK-CENTRUM FÜR MOLEKULARE MEDIZIN (MDC) BERLIN-BUCH und Dr. Stephan Patt vom Neuropathologischen Institut der Freien Universität (FU) Berlin in einem gemeinsamen Projekt im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs. Diesen Sonderforschungsbereich über die "Bedeutung nicht-neuronaler Zellen bei neurologischen Erkrankungen" hat jetzt die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG ) an der Charité der Humboldt- Universität zu Berlin eingerichtet. Dr. Kettenmann, Leiter der Forschungsgruppe "Zelluläre Neurowissenschaften" am MDC, ist Mitbegründer dieser interdisziplinären neurowissenschaftlichen Initiative. An ihr sind neben der Humboldt-Universität auch das MDC und die FU beteiligt. Dr. Kettenmann befaßt sich seit vielen Jahren mit der Erforschung der Funktion von Gliazellen im gesunden und erkrankten Gehirn. Der Neurobiologe und seine Mitarbeiter wollen mit ihren Untersuchungen einen Beitrag zur Entwicklung wirksamerer Behandlungsmethoden für Hirntumoren leisten.

Gliazellen durchziehen das zentrale Nervensystem (ZNS) - Gehirn und Rückenmark - und das periphere Nervensystem (PNS) wie ein großes Netzwerk. Noch bis vor einigen Jahren wurde den Gliazellen lediglich eine Stützfunktion für die Nervenzellen (Neuronen) zugeschrieben. Auf dieses Konzept ist auch ihr Name zurückzuführen: das griechische Wort "glia" bedeutet Kitt. In den vergangenen Jahren verdichteten sich jedoch die Hinweise, daß auch Gliazellen, die die rund 100 Milliarden Neuronen des menschlichen Nervensystems zahlenmäßig um ein Zehnfaches übersteigen, an der Informationsverarbeitung beteiligt sind. Gliazellen verfügen über eine Vielzahl von molekularen Strukturen, mit deren Hilfe sie Signale an benachbarte Zellen weiterleiten können. Zu diesen molekularen Strukturen gehören Ionenkanäle und Rezeptoren, die in der Zellmembran verankert sind. Ionenkanäle durchsetzen die Zellmembran wie Poren und erlauben den Ein- und Ausstrom elektrisch geladener Teilchen (Ionen). Dieser Ionentransport ist die Grundlage für die elektrische Erregung von Nerven- oder Muskelzellen. Bei Gliazellen hingegen ist noch nicht klar, welche Funktion dieser Ionentransport hat. Die Rezeptoren sind "Empfangsstationen" für Substanzen wie Neurotransmitter, die von den umgebenden Zellen ausgeschüttet werden, um Signale weiterzuleiten und so dafür sorgen, daß Nerven-, Muskel- oder auch Drüsenzellen erregt werden.

Dr. Kettenmann und seine Mitarbeiter führen ihre Untersuchungen an frischen Hirnschnitten durch, die aus operierten Hirntumoren gewonnen werden. Zur Untersuchung der Gliazellen in diesen Hirnschnittpräparaten setzen die Wissenschaftler modernste Techniken ein, wie die konfokale Lasermikroskopie und die patch-clamp-Technik. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden mit Untersuchungsergebnissen von Gliazellen aus gesundem Gewebe verglichen. Damit wollen die Hirnforscher Aufschluß über die physiologischen Unterschiede zwischen Gliazellen aus gesundem und krankem Gewebe erhalten. Weiter setzen sie Infrarot-Videogeräte ein, mit denen sie das Bewegungsverghalten der Zellen registrieren. Ein eigens dafür entwickeltes Computerprogramm wertet die Daten aus und macht sie optisch im Zeitraffer sichtbar. Durch Zugabe verschiedenster Substanzen soll das Bewegungsverhalten dieser Zellen beeinflußt werden. Mit diesen Untersuchungen erhoffen sich die Wissenschaftler Hinweise auf Ansätze, das Ausbreitungsverhalten von Hirntumoren therapeutisch beeinflussen zu können.

Damit verfolgen Dr. Kettenmann und seine Mitarbeiter völlig neue Untersuchungsansätze in der neurologischen Krebsforschung. Sie wollen wissen, ob gliale Tumorzellen Eigenschaften entwickeln können, über die gesunde Gliazellen während ihrer Embyronalentwicklung verfügen: die Fähigkeit zu wandern und sich zu teilen. Dabei geht es auch um die Frage, ob es möglich ist, Zellteilung und Wanderung von Gliazellen durch die Blockierung von Ionenkanälen und/oder Rezeptoren zu beeinflussen. Bereits jetzt gibt es erste Hinweise, daß das Wachstum von Glioblastomzellen durch das auch bei allergischen Reaktionen freigesetzte Gewebshormon Histamin unterbunden werden kann. Möglicherweise lassen sich aus diesen Erkenntnissen in Zukunft neue und wirksamere Ansätze zur Behandlung von Hirntumoren entwickeln.

 

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