Eins der größten Probleme in der Krebstherapie ist die Fähigkeit von Krebszellen, Resistenzen gegen wirksame Medikamente zu entwickeln. Genfer Forscher haben nun eine Methode entwickelt, um die komplizierten Mechanismen dieses Vorgangs zu analysieren und die Behandlung anzupassen.
Nach einer ersten Therapiephase, während der Medikamente gut anschlagen und Tumore verkleinert werden, kommt es zur sogenannt "adaptiven Antwort": Die Krebszellen mutieren auf eine Art und Weise, die ihnen erlaubt, sich wieder zu vermehren. Die Mutation ist unumkehrbar, aber "diese Behandlungsresistenz (hat) eine große reversible Komponente, die nicht mit Mutationen einhergeht", erklärt Rastine Merat, Forscherin in der Abteilung für Pathologie und Immunologie an der Medizinischen Fakultät der Universität Genf (UNIGE), Leiterin der Abteilung für Onko-Dermatologie an den Universitätskliniken Genf (HUG) und Hauptprüferin der Studie. Die reversible Komponente zu entdecken, ist allerdings nicht einfach.
Mechanismen hinter "adaptiver Antwort" verstehen
Um Resistenzen gegen zielgerichtete Therapien zu verhindern, müssen Wissenschaftler die molekularen Mechanismen der adaptiven Antwort verstehen. "Diese Mechanismen können zum Beispiel Variationen in der Genexpression beinhalten", erklärt Merat. Diese Variationen gilt es dann durch eine therapeutische Kombination zu verhindern oder zu modifizieren so dass sie entweder ausbleiben oder wirkungslos werden.
Den Mechanismus und seine Reaktion auf die therapeutische Kombination zu beobachten, gestaltet sich allerdings schwierig. Denn was mit isolierten Krebszellen in der Petrischale passiert, gilt nicht im selben Masse für das lebende Tumorgewebe. Denn die Mechanismen treten laut Merat "in vivo möglicherweise nur in einer Minderheit von Zellen vorübergehend auf und beinhalten vor allem nichtlineare Ursache-Wirkungs-Beziehungen". Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, kam das Team von UNIGE und HUG auf die Idee, die Informationstheorie anzuwenden. "Diese statistische Methode ermöglicht es, zwei Parameter, die an einem Mechanismus beteiligt sind, zu verknüpfen, indem man die Reduktion der Unsicherheit eines der Parameter misst, wenn der Wert des anderen Parameters bekannt ist", erklärt Merat.
Praktisch gehen die Wissenschafter Schritt für Schritt vor: Sie nehmen Biopsien von Tumoren in einem Mausmodell in verschiedenen Stadien ihrer Entwicklung während der Therapie vor. Mittels Tumorschnitten messen sie die Expression von Proteinen, die an dem Mechanismus der adaptiven Antwort beteiligt sind. So können sie nicht nur die molekularen Mechanismen, die sie untersuchen, im Organismus überprüfen, sondern auch die Auswirkung von innovativen therapeutischen Kombinationen.