Wissenschaftler entwickeln Instrument zur Behandlung von Tumorzellen bei Magenkrebs

Nachdem sie eine große zelluläre Heterogenität festgestellt hatten, entwickelten Forscher des MD Anderson Cancer Center der Universität Texas ein Instrument, das bei der Stratifizierung von Patienten mit Magenkrebs nützlich sein könnte, um sie auf wirksamere Behandlungsstrategien zu verweisen.

Auf der Grundlage der in Nature Medicine veröffentlichten Ergebnisse entwickelten und validierten die Wissenschaftler eine Genexpressionssignatur, die in der Lage ist, das Überleben von Patienten besser vorherzusagen als andere klinische Merkmale.

„Um Patienten mit PC besser behandeln zu können, müssen wir zunächst die Populationen metastatischer Zellen in der Peritonealhöhle verstehen“, sagte der Koautor Linghua Wang, M.D., PhD, Assistenzprofessor für Genomische Medizin: „Dies ist die bisher detaillierteste Analyse dieser Zellen. Das ist die Stärke der Einzelzellanalyse – wir sind in der Lage, jede einzelne Zelle zu betrachten und uns ein Bild von der Landschaft zu machen“, fügte Wang hinzu.

Peritonealkarzinomatose ist ein Zustand, bei dem Krebszellen die Bauchhöhle infiltrieren und in den Magen und andere Organe eindringen, was bei anderen gastrointestinalen Krebsarten vorkommen kann, aber am häufigsten bei Patienten mit fortgeschrittenem Magenkrebs auftritt, wobei bei etwa 45 Prozent der Patienten irgendwann PC diagnostiziert wird. Die Erkrankung führt zu erheblichen Flüssigkeitsansammlungen in der Bauchhöhle, und die Patienten haben eine Gesamtüberlebenszeit von weniger als sechs Monaten.

„PC stellt einen großen ungedeckten klinischen Bedarf dar, da wir keine wirksamen Behandlungsmöglichkeiten für diese Patienten haben“, sagte der mitverantwortliche Autor Jaffer Ajani, M.D, Auf der Grundlage unserer Ergebnisse müssen wir dazu übergehen, bei jedem Patienten ein Profil dieser Zellen zu erstellen, um maßgeschneiderte Behandlungsoptionen anbieten zu können“, fügte Anjani hinzu.

Für diese Studie isolierten die Forscher PC-Zellen aus Aszitesflüssigkeit von 20 Patienten mit fortgeschrittenem Magenkrebs. Zehn der Patienten waren Langzeitüberlebende, die mehr als ein Jahr nach der PC-Diagnose überlebten, und 10 Patienten waren Kurzzeitüberlebende, die weniger als sechs Monate nach der PC-Diagnose überlebten.

Nach der Durchführung von Einzelzell-RNA-Sequenzierung zur Analyse der Genexpression waren die Forscher in der Lage, die erste „Karte“ von PC-Zellen zu erstellen, die die Vielfalt der vorhandenen Zelltypen und ihre Funktionszustände beschreibt. Die Variabilität der in einem Tumor vorhandenen Krebszellen wird als Intratumor-Heterogenität bezeichnet und kann zu Behandlungsversagen und Rückfällen führen, da verschiedene Subtypen von Krebszellen unterschiedlich auf eine bestimmte Therapie ansprechen.

Die Genexpressionsinformationen ermöglichten es den Forschern auch, die Herkunft der PC-Zellen, die so genannte Tumorzelllinie, zu bestimmen. Sie entdeckten, dass es sich zwar um Magenkrebszellen handelte, einige jedoch aus Zellen des Magens zu stammen schienen, während andere eher Zellen des Darms ähnelten.

„Das Faszinierende daran ist, dass wir durch die Klassifizierung der Tumorzellen anhand ihrer Abstammung zwei Gruppen von Patienten feststellen konnten“, so Wang. „Die eher Magen-ähnlichen PC-Zellen hatten einen aggressiven Phänotyp und waren mit einem kürzeren Überleben verbunden. Die eher darmähnlichen PC-Zellen hingegen waren weniger aggressiv, und die Patienten überlebten länger.“

Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelten die Forscher eine Gensignatur, die das Überleben der Patienten besser vorhersagte als verschiedene klinische Merkmale. Sie validierten die Signatur in der zweiten Kohorte von Patienten mit fortgeschrittenem Magenkrebs und PC sowie in vier großen Kohorten mit lokalisiertem Magenkrebs mit insgesamt mehr als 1.300 Patienten.

In Zukunft hoffen die Forscher, die Signatur in prospektiven Studien zu validieren und weitere Analysen von PC-Zellen bei mehr Patienten durchzuführen, um regulatorische Mechanismen der Tumorzelllinienplastizität und neue therapeutische Ziele zu identifizieren, die genutzt werden können, um den Patienten bessere Behandlungsoptionen zu bieten.

„Dies ist ein wichtiger erster Schritt zu einem besseren Verständnis der Einzelzellbiologie dieser Krebszellen, aber wir haben noch mehr zu tun. Wir gehen davon aus, dass das Verständnis dieser Heterogenität eines Tages genutzt werden könnte, um klinische Entscheidungen zu treffen, die für jeden Patienten am vorteilhaftesten sind“, so Ajani.

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