Neue Methode kann Nebenwirkungen von Krebsmedikamenten vorhersagen

Krebssymbol - pixabay
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Jedes neue Krebsmedikament kann die Überlebenschancen von Patienten erhöhen. Leider bringen diese Medikamente manchmal jedoch schwere Nebenwirkungen mit sich, deren Ursachen bisher selten entschlüsselt werden konnten. Einem internationalen Wissenschaftlerteam aus München, Heidelberg, Schweden und Singapur ist es nun gelungen, eine neue Methode zu entwickeln, mit der sie Nebenwirkungen auf Zellebene erklären und sogar vorhersagen können.

Krebsmedikamente rufen neben der erhofften Wirkung auf Krebszellen oft schwerwiegende, teilweise schmerzhafte Nebenwirkungen hervor. Zu den bekannteren Nebenwirkungen gehören Haarausfall, Übelkeit und Immunschwäche. Viele Patienten leiden darüber hinaus an Kribbeln in den Händen bis hin zu schweren Nervenstörungen wie dem Verlust des Tastsinns oder klagen über Lichtempfindlichkeit, was die Lebensqualität erheblich einschränkt.

Ein Grund dafür liegt in der Wirkungsweise der Medikamente: Viele greifen nicht nur die gewünschten Ziele, bestimmte Proteine in den Krebszellen, an, sondern auch andere Proteine in gesunden Zellen. Das kann in manchen Fällen die gewünschte Wirkung sogar noch steigern, sorgt in den meisten Fällen jedoch vorrangig für Nebenwirkungen. Ließen sich diese „falschen“ Ziele eines neuen Medikaments vorab erfassen, könnten seine Nebenwirkungen vorhergesagt werden. Man wüsste, ob, warum und vor allem wie ein Medikament Nebenwirkungen hervorruft.

Mit einem einfachen aber ausgeklügelten Verfahren ist dies Wissenschaftlern von Cellzome in Heidelberg und dem Karolinska Institut Schweden in Kollaboration mit Professor Bernhard Küster von der Technischen Universität am DKTK-Partnerstandort München gelungen. Durch Erhitzen von Leukämiezellen auf Temperaturen zwischen 40 und 70 Grad konnten die Wissenschaftler neue Zielproteine von Medikamenten identifizieren. Durch die Hitze begannen die Proteine in den Zellen zu schmelzen. „Jedes der vielen verschiedenen Proteine in einer Zelle hat ein eigenes, charakteristisches Schmelzverhalten. Das können wir messen“, erklärt der Erstautor der Studie, Dr. Mikhail Savitski. „Geben wir den Zellen nun Krebsmedikamente, binden diese an bestimmte Proteine und verändern sie. Diese Veränderungen schlagen sich auch im Schmelzverhalten nieder, was wir wiederum messen können.“

Im Idealfall binden die Medikamente nur an die gewünschten Zielproteine. In den meisten Fällen jedoch binden sie auch an Proteine, die nicht (nur) in Krebszellen, sondern auch in gesunden Zellen vorkommen. Das Resultat sind Nebenwirkungen. Mit Hilfe der Protein-Massenspektrometrie konnten die Wissenschaftler diese Veränderungen im Schmelzverhalten der Proteine in lebenden Zellen verfolgen. „Die Effekte eines Medikaments lassen sich so genau erfassen. Wir hoffen damit in Zukunft viele Nebenwirkungen erklären oder sogar vorhersagen zu können“, sagt Bernhard Küster, Leiter der beteiligten Forschergruppe am DKTK Standort der TU München.

Im Rahmen ihrer Studie haben die Wissenschaftler bereits einige Krebsmedikamente mit der neuen Methode untersucht. Darunter war auch das Medikament Vemurafenib, mit dem vor allem Patienten mit schwarzem Hautkrebs, dem Melanom, behandelt werden. Entwickelt wurde es, um das Krebsprotein B-Raf zu blockieren. Es verursacht jedoch bei vielen Patienten auch eine schmerzhafte und das Leben einschränkende Lichtempfindlichkeit. Den Wissenschaftlern gelang es nun mit ihrer neuen Methode, ein neues, unerwartetes Zielprotein dieses Wirkstoffs zu entdecken: das Enzym Ferrochelatase. Es wird für die Herstellung des Blutfarbstoffs Häm benötigt.

Wird gesunden Zellen Vemurafenib verabreicht, wird die Funktion des Enzyms Ferrochelatase unterbunden, was sich im Schmelzverhalten des Enzyms messen lässt. Dieser Funktionsverlust ist bereits von einer anderen Erkrankung bekannt: Patienten mit kutaner Porphyrie, einer genetisch bedingten Stoffwechselstörung, die sich in einer sehr starken und schmerzhaften Lichtempfindlichkeit der Haut zeigt, weisen den gleichen Defekt auf. Diese Erkenntnis hat einen direkten klinischen Nutzen und gibt Bernhard Küster Anlass zur Hoffnung: „Dank unserer Ergebnisse sollte es in Zukunft möglich sein, Wirkstoffe so zu entwickeln, dass sie nicht mehr an das Enzym Ferrochelatase binden und damit die Patienten keine Lichtempfindlichkeit mehr als Nebenwirkung von Krebsmedikamenten befürchten müssen.“

Mikhail Savitski, Friedrich Reinhard, Holger Franken, Thilo Werner, Maria Fälth Savitski, Dirk Eberhard, Daniel Molina, Rozbeh Jafari, Rebecca Bakszt Dovega, Susan Klaeger, Bernhard Kuster, Pär Nordlund, Marcus Bantscheff, Gerard Drewes: Tracking cancer drugs in living cells by thermal profiling of the proteome. Science 2014. DOI 10.1126/science.1255784.

Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) verbindet sich das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg als Kernzentrum langfristig mit onkologisch besonders ausgewiesenen Universitätskliniken in Deutschland. Am Kernzentrum DKFZ und den sieben Partnerstandorten Berlin, Dresden, Essen/Düsseldorf, Frankfurt/Mainz, Freiburg, München und Tübingen arbeiten insgesamt zwanzig Einrichtungen zusammen. Vorrangiges Ziel der im DKTK kooperierenden Wissenschaftler und Ärzte ist es, die Ergebnisse der Grundlagenforschung möglichst rasch in neue Ansätze zur Prävention, Diagnostik und Behandlung von Krebserkrankungen zu übertragen. Dazu werden an allen Partnerstandorten gemeinsame Translationszentren aufgebaut. Patienten sollen für innovative Studien gemeinsam rekrutiert, Daten einheitlich erfasst und Labormethoden harmonisiert und innerhalb des Konsortiums verfügbar werden.

Dafür bietet das DKTK den Partnern eine gemeinsame Infrastruktur für die Forschung. Aufgabe des DKTK ist es weiterhin, junge Mediziner und Naturwissenschaftler in der Krebsmedizin und der translationalen Krebsforschung auszubilden. Das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung ist eine gemeinsame Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, der beteiligten Bundesländer, der Deutschen Krebshilfe und des Deutschen Krebsforschungszentrums. Es zählt zu den sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG).

Dr. Stefanie Seltmann
Leiterin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Tel.: +49 6221 42-2854
Fax: +49 6221 42-2968
E-Mail: S.Seltmann@dkfz.de
www.dkfz.de

Gemeinsame Pressemitteilung des Deutschen Konsortiums für Translationale Krebsforschung und der Technischen Universität München

Sonja Klein
Deutsches Krebsforschungszentrum
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Phone: +49 6221 42 2254
Email: sonja.klein@dkfz-heidelberg.de
www.dkfz.de/de/dktk

Neue Krebstherapie aus alten Medikamenten


Krebszeitung

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  • Kongress - pixabay
    DGU-Kongress 2012

    Vier Tage stand Leipzig im Zeichen der Urologie: Über 7000 Teilnehmer aus mehr als 60 Ländern besuchten den 64. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Urologie e. V. (DGU) vom 26. bis 29. September 2012 im Congress Center Leipzig (CCL). Heute endet die wissenschaftliche Fachtagung unter der Leitung von DGU-Präsident Prof. Dr. med. Dr. h.c. Stefan C. Müller, Direktor der Klinik und Poliklinik für Urologie und Kinderurologie am Universitätsklinikum Bonn.

    Aktueller Wissenschaftsaustausch in allen Bereichen der Urologie prägte das Kongressprogramm mit über 100 Einzelveranstaltungen. Thematisch dominierten urologische Tumorerkrankungen, die rund ein Viertel der Krebserkrankungen in Deutschland ausmachen. Besonders diskutiert wurden erste Ansätze für die Umsetzung einer individualisierten Tumortherapie.

    Im Blickpunkt des öffentlichen Interesses stand die Präventions-Initiative der DGU, die vor urologischen Folgeerkrankungen des Metabolischen Syndroms warnt. Die Botschaft formuliert Kongresspräsident Prof. Müller: „Wir Urologen wollen unsere Patientinnen und Patienten, und das sind ganz ausdrücklich auch junge Männer, lebenslang bei der Gesunderhaltung begleiten.“ Ein neuer kostenloser Ratgeber zur Prävention urologischer Erkrankungen dient der Aufklärung.

    Auch die deutsche Prostatakrebsstudie PREFERE braucht Öffentlichkeit, denn für die Forschung nach der besten Therapie bei lokal begrenztem Prostatakrebs werden mehr als 7000 teilnehmende Patienten gesucht. Darüber hinaus bekräftigten die Urologen in Leipzig ihre Forderung nach verbindlichen Standards in der medizinischen Aus- und Weiterbildung. Der Generalsekretär, Prof. Dr. med. Oliver Hakenberg, kündigte eine Novellierung der Musterweiterbildungsordnung an, in der das Fach Urologie mit seinen Kerngebieten gestärkt werden soll. Insbesondere sind die Reintegration der medikamentösen Tumortherapie und der Andrologie Ziele, die die DGU dabei anstrebt.

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  • Der HDAC-Inhibitor verstärkt deutlich die Wirkung eines Chemotherapeutikums in Prostatakrebszellen. - Quelle: Prof. James Beck, Universitätsklinikum Jena
    dkfz

    Eine Gruppe von Krebsmedikamenten, die HDAC-Inhibitoren, wirkt in präklinischen Studien auch gegen das bösartige Neuroblastom, eine aggressive Krebserkrankung des Kindesalters. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und vom Universitätsklinikum Heidelberg fanden nun heraus, dass die Medikamente in den Tumorzellen die Produktion eines krebshemmenden RNA-Moleküls ankurbeln und so das bösartige Wachstum der Tumorzellen bremsen.

    Neuroblastome, Tumoren des Kindesalters, entstehen aus Zellen des embryonalen Nervensystems. Die Erkrankungen verlaufen extrem unterschiedlich, sie können sich spontan zurückbilden, aber auch einen tödlichem Ausgang nehmen. Die besonders aggressiven Tumoren sind durch eine bis zu hundertfache Vervielfältigung des Krebsgens MYCN gekennzeichnet.

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