Krebserkrankung – was Sie unbedingt wissen sollten!

Krebserkrankungen solider Tumore (90-95% aller Krebsdiagnosen) folgen oft den gleichen Grundprinzipien und sind damit überraschend ähnlich. Dazu sollte man jedoch ein paar biologische Grundlagen für ein grundsätzliches Verständnis kennen.

Zellsterben und Erneuerung

Pro Sekunde sterben etwa 50 Mio. Zellen in unserem Körper, es werden aber auch entsprechend viele durch Zellteilung neugebildet. Das heißt bei 50 Mio. neuen Zellen gibt es auch einige Fehler bei dem kopieren der DNA. Diese Zellen werden normalerweise vom Immunsystem erkannt und eliminiert. Die meisten dieser fehlerhaften Zellen können sowieso nicht überleben, ein paar können jedoch solche Fehler bzw. Mutationen haben, die den „Selbsttötungsmechanismus“ (Apoptosis) ausschalten und die Zellen nicht absterben lassen. Dies kann zu einem ungebremsten Wachstum der Zellen und damit zu einer Krebserkrankung führen können.

Medikamenten-Testung an Tumorzellen (grün). Hier sind Krebszelle über die Zeit mit unterschiedlichen Medikamenten photographiert. Die rote Farbe zeigt die Anfärbung des Zellkerns (DNA) mit Propidium Iodid. Roter Kern = Zelle ist tot, grüne Färbung = Tumorzelle (CTC). Im Hintergrund kann man normale Zellen sehen, die auch abgetötet werden.

Tumorbildung – Eigenschaften einer Krebserkrankung

Bildet sich ein Tumor, so fängt er ab ca. 10.000 Zellen Größe an 1 Zelle/Tag in den Blutkreislauf zu geben/streuen. Dies klingt nicht viel, bedenkt man jedoch, dass ein Tumor durch bildgebende Verfahren erst ab einer Größe von ca. 0,5-1 cm Durchmesser gesehen werden kann, dann sind dies bereits 3-6 Mrd. Zellen. Theoretisch heißt das, dass zu dem Zeitpunkt täglich etwa 300.000-600.000 Zellen pro Tag ins Blut gestreut werden.

Bedeutung zirkulierender Tumorzellen (CTCs) im Blut

Diese gestreuten Zellen werden teilweise vom Immunsystem eliminiert. Fast alle diese CTCs sind „schlafende“ Zellen, die man noch Jahre später im Blut nachweisen kann und die auch nicht die biochemische Fähigkeit haben sich im Körper anzusiedeln und dort Metastasen zu bilden.

Es gibt jedoch einen kleinen Prozentsatz (ca. 0-12%) dieser Zellen, die je nach Aggressivität der Erkrankung Stammzellcharakter haben. Das heißt, sie könnten sich im Gewebe ansiedeln und neue Tumore bilden.

Aufbau eines Tumors

Tumore haben oft ein sehr hartes und dichtes Gewebe, welches nur schwerlich von Adern durchdrungen werden kann. Deshalb baut der Tumor ,ohne Sauerstoff, Glucose ab, um Energie zu erhalten (Glycolyse). Ein Tumor „kampft“ ständig um Nährstoffe und Energie, um sein ungebremstes Wachstum zu unterhalten.

Was sind solide Tumore?

Als solide Tumore werden Neubildungen von Gewebe bezeichnet, die an einer örtlich festgesetzten Stelle entstehen. Sie können überall im Körper auftreten, zum Beispiel in der Brust, der Prostata, dem Darm oder der Lunge. Solide Tumore können gutartig oder bösartig sein. Gutartige Tumore wachsen langsam und örtlich begrenzt und bilden keine Tochtergeschwülste (Metastasen). Bösartige Tumore hingegen zerstören umliegendes Gewebe und können Zellen ins Blut streuen. Dies kann dann zu bösartigen Neubildungen kommen.

Behandlungsprinzipien bei einer Krebserkrankung

In Kenntnis der Tumoreigenschaften gibt es nun verschiedene Angriffspunkte für eine Therapie der Krebserkrankung.

Chemotherapie allgemein

Wird ein Tumor nun mit Chemotherapeutika behandelt ist es ähnlich wie Zwiebel schälen. Schicht für Schicht werden Zellen abgetragen, getötet oder in den Blutkreislauf gestreut. Eine Chemotherapie ist oft recht unspezifisch und richtet sich oft auch gegen andere, gesunde Zellen. Sie kann viele unterschiedlich Ziele auf und innerhalb der Tumore haben.

Überprüfung der Wirksamkeit eine Chemotherapie. Wieviele Prozent der grünen Tumorzellen werden sterben.

Angiogenese verhindern

Angiogenese ist die Neubildung von Blutgefäßen. Der Tumor versucht durch Ausschüttung des VEGF Signalmolekül (vaskulärer endothelialer Wachstumssfaktor) das Wachstum von Gefäßen zu fördern. verstärken. Mit dem Medikament Avastatin versucht man die VEGF Moleküle zu binden, um damit das Wachstum des Tumor zu verlangsamen.

Rezeptoren bei einer Krebserkrankung blockieren

Es gibt hormoabhängige Tumoren (Brustkrebs, Prostatskrebs, Gebärmutterkrebs), die durch Hormone zum Wachstum gebracht werden. Das heist auf den Tumorzellen gibt es Rezeptoren, die durch Bindung eines Hormons im inneren der Zelle das Wachstum fördern. Blockiert man nun diese Rezeptoren (z.B. mit Tamoxifen oder ) wachsen sie nicht mehr, oder man verhindert durch Medikamente die Bildung neuer Hormone (Aromataseinhibitoren).

Antikörper Therapie

Manche Krebsarten exprimieren auf den Zelloberflächen Proteine, an die man Antikörpern recht spezifisch binden kann. Diese markierten Zellen können dann vom Immunsystem erkannt und vernichtet werden.

DNA Schädigung

Andere Medikamente (z. B. Carboplatin) können sich innerhalb einer Zelle in die DNA einlagern und somit die Vermehrung der Tumorzellen unterbinden. Oder die Taxane (Z. B. Paclitaxel) verhindern den Abbau der „Fäden“ (Microtubuli,) die die Chromosomen bei der Zellteilung auseinanderziehen.

Warum wirken Chemotherapien oft nicht?

Krebs ist eine sehr individuelle, einzigartige Erkrankung. Den diagnostizierten Krebs gab es noch nie auf diesem Planeten und wird es auch nie wieder geben, dafür sind zu viele Gene (mehrere hundert) für das Zellwachstum verantwortlich. Und mit jeder Zellteilung können neue Mutationen dazu kommen.

Schaut man sich z. B. einen HER2-positiven Brustkrebs an so hat der eine Patient 10% aller Zellen mit diesem Rezeptor, der andere Patient hat aber 90% der Zellen positiv. Im Endeffekt behandelt man dann bei dem enen Patienten 10% der Zellen, bei dem anderen 90% der Zellen. Es ist also immer eine Art „Kampf“ gegen die Statistik. Undier kommen nun die CTCs ins Spiel.

Was sind zirkulierende Tumorzellen (CTCs)?

Zirkulierende Tumorzellen (CTCs) oder zirkulierende epitheliale Tumorzellen (CETCs) sind Zellen, die sich von einem Primärtumor gelöst haben und in die Lymphgefäße gelangt sind oder im Blutkreislauf zirkulieren. Da es sich bei den Primärtumoren um Epithelialtumoren handelt, spricht man von zirkulierenden epithelialen Tumorzellen. Unter den zirkulierenden Tumorzellen gibt es eine Subpopulation, die in der Lage ist, sich in entfernten Organen wieder anzusiedeln und neue Tumoren, sogenannte Metastasen, wachsen zu lassen, die für die überwiegende Mehrheit der krebsbedingten Todesfälle verantwortlich sind.

Die Anzahl der zirkulierenden Tumorzellen kann bei Patienten sehr unterschiedlich ausfallen. Es gibt keinen Schwellenwert, der eine bestimmte Prognose oder Therapieempfehlung erlaubt. Studien haben gezeigt, dass auch kleine Tumoren eine hohe Anzahl von CETCs haben können, die in den Blutkreislauf freigesetzt werden und umgekehrt.

Welche Bedeutung haben zirkulierende Tumorzellen (CTCs) für die Behandlung?

Der Nachweis und die Analyse von CTCs können dabei helfen, die Prognosen der Patienten bereits in einem frühen Stadium zu bewerten und geeignete, maßgeschneiderte Behandlungen zu finden. CTCs können als Marker für das Ansprechen auf eine Therapie dienen, indem man ihre Zahl vor, während und nach einer Behandlung misst. Eine Abnahme der CTC-Zahl deutet auf eine erfolgreiche Therapie hin, während eine Zunahme auf eine Resistenz oder ein Fortschreiten der Erkrankung hinweist. Eine Umstellung oder Anpassung der Therapie kann dann erforderlich sein.

CTC Charakterisierung für eine personalisierte Krebstherapie

CTCs können auch als Quelle für molekulare Informationen über den Tumor dienen, indem man ihre genetischen und epigenetischen Veränderungen analysiert. Diese können sich im Laufe der Zeit und unter dem Einfluss einer Therapie verändern und zu einer Heterogenität des Tumors führen. Die Charakterisierung der CTCs kann daher Hinweise auf mögliche Zielstrukturen für eine personalisierte Therapie geben oder auf erworbene Resistenzen gegen bestimmte Medikamente hinweisen.

Diese Zielmoleküle können im Labor quantitativ bestimmt werden und damit eine optimierte Therapie gestaltet werden. Weitere spezial Wünsche auf Anfrage!

CTCs sind als flüssig Biopsie die bessere Alternative

CTCs werden manchmal als „flüssige Biopsie“ bezeichnet, da sie eine Alternative oder Ergänzung zu einer Gewebebiopsie darstellen können. Eine Gewebebiopsie ist oft invasiv, schmerzhaft und nicht immer möglich oder repräsentativ für den gesamten Tumor. Eine Blutprobe hingegen ist einfach und sicher durchzuführen und mehrere Proben können im Laufe der Zeit entnommen werden, um die Dynamik des Tumors zu verfolgen.

Welche statistischen Aspekte sind bei der Behandlung solider Tumore zu beachten?

Die Behandlung solider Tumore ist eine Herausforderung, da sie oft nicht alle Tumorzellen erreicht oder eliminiert. Dies kann verschiedene Gründe haben, wie zum Beispiel:

• Die Tumorzellen sind räumlich heterogen verteilt und haben unterschiedliche Zugänglichkeiten für die Therapie. Zum Beispiel können Tumorzellen im Zentrum eines Tumors weniger Sauerstoff und Nährstoffe erhalten als die an der Peripherie und dadurch resistenter gegen eine Chemotherapie oder Bestrahlung sein. (kinderkrebsinfo)
• Die Tumorzellen sind zeitlich heterogen und verändern sich im Laufe der Zeit. Zum Beispiel können Tumorzellen durch Mutationen oder epigenetische Modifikationen neue Eigenschaften erwerben, die ihnen einen Überlebensvorteil verschaffen oder sie unempfindlich gegen eine Therapie machen.
• Die Tumorzellen sind funktional heterogen und haben unterschiedliche Rollen und Fähigkeiten. Zum Beispiel können einige Tumorzellen als Stammzellen fungieren und sich selbst erneuern oder in andere Zelltypen differenzieren. Diese Zellen werden als Krebsstammzellen bezeichnet und gelten als besonders aggressiv und therapieresistent.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist es wichtig, statistische Methoden anzuwenden, die die Heterogenität und Dynamik der Tumorzellen berücksichtigen. Zum Beispiel können mathematische Modelle verwendet werden, um das Wachstum, die Ausbreitung und das Ansprechen von Tumoren auf eine Therapie zu simulieren und zu optimieren. Oder bioinformatische Werkzeuge können eingesetzt werden, um die genetischen und epigenetischen Daten von Tumorzellen zu analysieren und zu interpretieren.

maintrac als Überwachungs- und Steuerungsdiagnostik

Um nun über den Status einer Krebserkrankung Bescheid und ob anpassungen der Therapie empfehlenswert sind eine Kontrolle der Zellzahl mittels der maintrac Methode anzuraten. Es kann jeder Zeit mit der Tumorzellzahlmessung angefangen werden. Falls Sie sich dafür entscheiden sollten, bestünde hier die Möglichkeit ein Blutentnahme-Set zu bestellen.

Fazit

Ich hoffe, ich konnte Ihnen einen Überblick über die Grundprinzipien von Krebserkrankung solider Tumore geben. Im Grunde geht es immer um ein gestörtes Wachstum der Tumorzellen. Da es jedoch hunderte Gene gibt, die Einfluss darauf ausüben, gibt es auch entsprechend viele Möglichkeiten mehr oder weniger effektiv den Tumor anzugreifen. Deshalbe wäre es immer von Vorteil vor agressiven Therapiemaßnahmen vorher zu Testen, ob das geplante Medikament überhaupt eine Wirkung hat.

Wenn Sie weitere Fragen haben, können Sie mich gerne kontaktieren..

Ich verbleibe mit den besten Wünschen

Dr. Martin Burow, Biochemiker