Zelluläre Interaktionen zwischen Neuronen und Immunzellen begünstigen das Wachstum von Optikusgliomen

„Die Tatsache, dass Nervenzellen und Immunzellen interagieren, um einen Tumor zu unterstützen, ist eine neue Art zu überlegen, wie sich Tumore entwickeln und gedeihen“, sagte der leitende Autor Dr. med. David H. Gutmann, Professor für Neurologie, Direktor des Neurofibromatose-Zentrums der Washington University. „Diese Tumoren treten im Nervensystem auf, aber bis vor kurzem hatten nur wenige Menschen gedacht, dass die Nervenzellen selbst eine Rolle bei der Tumorentwicklung und dem Tumorwachstum spielen könnten. Diese Ergebnisse zeigen, dass wir Nervenzellen als Teilnehmer, wenn nicht als wesentliche Treiber der Krebsentstehung betrachten müssen. “

NF1 betrifft etwa einen von 3.000 Menschen. Es wird durch eine der verschiedenen Mutationen im NF1-Gen verursacht. Das Krankheitsbild der NF1 ist sehr vielfältig. Tumoren können überall an den Nerven im Körper entstehen. Etwa jedes fünfte Kind mit NF1 entwickelt einen Gehirntumor am Sehnerv, der als Optikusgliom bezeichnet wird.

Um besser zu verstehen, was die Entwicklung und das Wachstum dieser Hirntumoren bei Menschen mit NF1 antreibt, untersuchten der Erstautor Dr. Xiaofan Guo, ein Doktorand in Gutmanns Forschungslabor, und Kollegen Mäuse mit NF1-Mutationen und optischen Gliomen. Das Team hatte zuvor entdeckt, dass die Tumorzellen in optischen Gliomen mit Immunzellen durchsetzt sind, die die Tumorbildung und das Tumorwachstum fördern. Es gibt aber auch einen anderen Zelltyp in der Nähe des Tumors: Neuronen.

Kinder mit der genetischen Erkrankung Neurofibromatose Typ 1 (NF1) können Gehirn- und Nerventumoren entwickeln. Wenn sich im Sehnerv, der das Auge und das Gehirn verbindet, ein Tumor entwickelt, kann das Kind sein Sehvermögen verlieren.

Die Forscher vermuteten, dass Neuronen auch zum Tumorwachstum beitragen könnten, und untersuchten menschliche Neuronen mit NF1-Mutationen, die aus Stammzellen gezüchtet worden waren. Sie entdeckten, dass die Neuronen ein Protein freisetzen, das als T-Zellen bekannte Immunzellen aktiviert, die dann Proteine ​​produzieren, die das Wachstum von Tumorzellen fördern. Die Ergebnisse stimmen mit Daten von Menschen mit gutartigen Gehirntumoren (niedriggradigen Gliomen) überein. Bei der Analyse von zwei öffentlich verfügbaren Datensätzen stellten die Forscher fest, dass Patienten, deren Tumoren eher eine Art T-Zelle hatten, die als CD8 + T-Zellen bekannt ist, das Gesamtüberleben verringert hatten.

Eine Unterbrechung der Kommunikation zwischen Neuronen, T-Zellen und Tumorzellen könnte möglicherweise das Wachstum von Tumoren verlangsamen, sagten die Forscher. In der neuen Studie entfernten sie T-Zellen von Mäusen mit optischen Gliomen oder verhinderten, dass T-Zellen in das Gehirn solcher Mäuse gelangen. In beiden Szenarien stellten die Forscher fest, dass die optischen Gliome in Abwesenheit von T-Zellen langsamer wuchsen.

„Was wir hier haben, ist eine neue Art zu überlegen, wie Neuronen und Immunzellen interagieren, um das Tumorwachstum zu kontrollieren, und wichtige neue Erkenntnisse in das aufstrebende Gebiet der Krebsneurowissenschaften aufzunehmen“, sagte Gutmann. „Wir freuen uns, diese kritischen Wechselwirkungen zu nutzen, um neue Therapiestrategien für Hirntumoren im Kindesalter zu entwickeln.“

Autor:
Dr. Christian Oberdanner, NF Kinder Regionalgruppe Salzburg

Referenz:
Nature Communications, May 2020, Xiaofan Guo et.al., Midkine activation of CD8+ T cells establishes a neuron–immune–cancer axis responsible for low-grade glioma growth, https://doi.org/10.1038/s41467-020-15770-3

Zur Originalpublikation: https://www.nature.com/articles/s41467-020-15770-3.pdf