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Knochenmarktransplantation: neue Ansätze gegen Graft-versus-Host-Erkrankung

Falk Kienas/Shutterstock

Die Knochenmark- oder Stammzelltransplantation ist für Leukämie-Patienten oftmals der einzige Therapieansatz mit Hoffnung auf Heilung. Allerdings entwickeln Patienten nach der Transplantation häufig schwere Immunreaktionen. Diese als „Graft-versus-Host“ (GvHD) bezeichnete Erkrankung verläuft meist schwer. Wirksame Behandlungsmöglichkeiten fehlen weitgehend. In zwei Forschungsprojekten versuchen Wissenschaftler, dieser Erkrankung auf die Spur zu kommen. Das teilt die Wilhelm-Sander-Stiftung mit.

Leukämien stellen eine tödliche Bedrohung für Patienten dar. Die wichtigste Behandlungsform besteht in der Zerstörung des kranken Knochenmarks durch Chemo- und Strahlentherapie, gefolgt von einer Knochenmark- oder Stammzelltransplantation. Hierdurch ist Heilung möglich. Trotz großer Fortschritte bei der Durchführung der Transplantationen können schwerwiegende Folgeerkrankungen auftreten. Oftmals kommt es zu einer krankhaften Reaktion des Transplantats gegen den Körper des Empfängers, der „Graft-versus-Host“-Reaktion, kurz GvHD. Bei der GvHD können nahezu alle Organe der Patienten betroffen sein. So kann es z. B. zu schmerzhaften Hautveränderungen, Durchfällen, Leberfunktionsstörungen oder Luftnot kommen.

Eine Untergruppe der weißen Blutzellen, die sog. T-Lymphozyten, sind der Hauptauslöser der GvHD. T-Lymphozyten werden durch bestimmte lösliche Eiweiß-Botenstoffe, den Zytokinen, aktiviert und dadurch selbst zur Ausschüttung weiterer Zytokine angeregt. Insbesondere eine Gruppe von T-Lymphozyten, die Th17-Zellen, produzieren Zytokine wie Interleukin 17A und Interleukin 17F. Beide gelten als wesentliche Vermittler von Schmerzen und Entzündungen.

Die genaue Rolle von Th17-Zellen bei der Entstehung der GvHD ist bislang jedoch noch nicht im Detail untersucht worden. Im Zentrum eines Forschungsvorhabens von Prof. Dr. Evelyn Ullrich und Prof. Dr. Kai Hildner aus Erlangen steht daher die Klärung der Bedeutung von Th17-Zellen, insbesondere der von ihnen produzierten Botenstoffe, die für die GvHD relevant sind. Prof. Ullrich und Prof. Hildner hoffen, Ergebnisse zu erzielen, anhand derer sich beurteilen lässt, ob die medikamentöse Hemmung von Th17-Zellen in der Zukunft eine Therapiemöglichkeit für GvHD Patienten darstellen könnte.

Die Mediziner nehmen bei ihren Untersuchungen vor allem die Wirkung der Botenstoffe auf den Darm unter die Lupe. Dafür haben sie an Labormäusen ein Knochenmarkstransplantationsmodell entwickelt, welches die wesentlichen Krankheitsphasen einer akuten GvHD aufweist. Ihre Ergebnisse vergleichen sie auch mit Beobachtungen an Mäusen, die keine Th17-Zellen produzieren. Durch Untersuchungen an Darmproben von Patienten mit GvHD soll verstanden werden, ob Th17-Zellen und das für deren Entstehung wichtige Protein BATF auch bei GvHD im Menschen nachweisbar sind.

Auch in Freiburg wird zur GvHD geforscht: Ein Forscherteam um Priv.-Doz. Dr. Robert Zeiser ist dabei, „Gefahrenmoleküle“ zu identifizieren, die während der Therapie freigesetzt werden und das Risiko, an GvHD zu erkranken, erhöhen. In einer ersten Projektphase konnte Zeiser zeigen, dass es durch die mit der Bestrahlungstherapie einhergehende Schädigung von Empfängergewebe zur lokalen Freisetzung des Gefahrensignals Adenosintriphosphat (ATP) in den Gewebezwischenraum kommt.

Der Nachweis erfolgte im Mausmodell mithilfe manipulierter Zellen, die auf ihrer Oberfläche das Enzym Luziferase tragen. Die Luziferase reagiert mit freiem ATP und setzt dabei kleine Lichtblitze frei – ähnlich wie bei Glühwürmchen. Die Häufigkeit der Lichtsignale messen die Forscher, um so Rückschlüsse auf das Vorkommen des Gefahrensignals ziehen zu können. Parallel zu den Untersuchungen im Mausmodell konnte auch bei Patienten, die wegen einer Leukämie eine Stammzelltransplantation erhalten hatten und daraufhin eine GvHD entwickelten, nachgewiesen werden, dass sich ATP im Bauchraum – also außerhalb der Zellen – anreichert.

Die Arbeitsgruppe will nun in einer zweiten Projektphase die Frage klären, ob neben ATP auch andere Gefahrenmoleküle an der Entstehung der GvHD beteiligt sind. „Für eine mögliche klinische Anwendung unserer Erkenntnisse müssen wir prüfen, ob bei einer Neutralisation der Gefahrenmoleküle der eigentlich gewünschte Effekt der Knochenmarkstransplantation trotzdem erhalten bleibt – nämlich die Abwehr des Tumors durch die Spenderzellen“, gibt Zeiser einen Ausblick auf weitere Schritte.

Quelle: Befund Krebs 1/2012

10.04.12

Therapien einer Leukämie
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