Kombinationstherapie für komplexe Tumore

Kombinationstherapie für komplexe Tumoren bei NF1: Was können individuelle Therapieansätze leisten?
Vortrag auf der 8. Bundestagung der Von Recklinghausen Gesellschaft e.V.
Dr. Nikola Holtkamp, Berlin

Onkolytische Viren und mTOR Inhibitoren zur Kombinationstherapie von Neurofibromen und MPNST

Nervenscheidentumore sind ein Hauptmerkmal der Neurofibromatose Typ 1 (NF1). Fast alle NF1 Patienten entwickeln im Laufe ihres Lebens Nervenscheidentumore. Am häufigsten sind die dermalen Neurofibrome. Plexiforme Neurofibrome sind seltener und werden etwa bei einem Drittel der Patienten beobachtet. Circa 10% der NF1 Patienten entwickeln im Laufe ihres Lebens einen malignen peripheren Nervenscheidentumor (MPNST). Dieser geht in der Regel aus einem bereits vorhandenen plexiformen Neurofibrom hervor (man bezeichnet diesen Vorgang als maligne Entartung). MPNST sind bösartige Tumore und bereiten große Schwierigkeiten in der Therapierbarkeit. Aufgrund ihres invasiven Wachstums können sowohl MPNST als auch plexiforme Neurofibrome nur selten vollständig chirurgisch entfernt werden. Chemo- und Radiotherapie führen ebenfalls nur zu unbefriedigenden Resultaten. Aus diesem Grund muss unbedingt an neuen therapeutischen Konzepten gearbeitet werden. Hierbei können wir von den generellen Fortschritten im Bereich der Onkologie profitieren, die in den letzten Jahren zur Zulassung einer Reihe neuartiger Medikamente für unterschiedliche Tumorarten geführt haben.

Ein weiterer wichtiger Aspekt - neben der Therapie - ist die Früherkennung einer malignen Entartung eines Nervenscheidentumors. Diese ist derzeit nur durch einen chirurgischen Eingriff und anschließende histologische Untersuchungen sicher zu erkennen. Ein Marker, der im Patientenblut eine bösartige Veränderung frühzeitig anzeigen würde, wäre sehr wünschenswert. Denn je früher ein bösartiger Tumor entdeckt wird, desto besser sind die Heilungschancen.

Forschungsziele

Unser Projekt widmet sich der Erforschung neuartiger Behandlungskonzepte für Patienten mit MPNST und Neurofibromen. Zusätzlich arbeiten wir daran, einen Serummarker zur Früherkennung einer malignen Entartung zu identifizieren.

Der MPNST ist ein sehr komplexer Tumor, der zahlreiche molekulare Veränderungen in Onkogenen und Tumorsuppressorgenen aufweist. Dies gibt den Tumorzellen die Möglichkeit, konventionellen, aber auch zielgerichteten Therapien, zu entkommen.

Wir streben daher eine multimodale Behandlungsstrategie an, die den Tumor von unterschiedlichen Seiten angreift und ihm damit weniger „Fluchtmöglichkeiten" lässt. In unserem Kombinationsansatz wollen wir den tumorzerstörenden Effekt onkolytischer Viren mit wachstumshemmenden Kinaseinhibitoren kombinieren und hoffen auf eine synergistische Wirkungsweise.

Onkolytische Viren sind harmlose Viruspartikel, die genetisch so verändert wurden, dass sie gezielt die Tumorzellen schädigen, nicht aber gesunde Körperzellen. Man spricht von so genannten attenuierten (abgeschwächten) Viren. In unserem Fall handelt es sich um Abkömmlinge des Herpes Simplex Virus Typ 1 (HSV-1). Fast jeder Erwachsene ist bereits mit HSV-1 infiziert, bei einigen Personen führt das Virus gelegentlich zu Lippenbläschen. Solche Symptome werden aber bei den onkolytischen Viren aufgrund ihrer Abschwächung nicht entstehen. Zur Verstärkung des anti-tumor Effekts sollen die Viren zusätzlich mit einem Eiweiß versehen werden, dass zum einen die Blutversorgung des Tumors behindert (anti-angiogenetisch wirkt) und zum anderen das körpereigene Immunsystem zur Bekämpfung der Tumorzellen stimuliert. Es handelt sich hierbei um das kleine Eiweiß Interleukin-12, das natürlicherweise von Immunzellen des Menschen produziert wird.

Des Weiteren werden wir Inhibitoren der Kinase mTOR zur Tumorbekämpfung nutzen. Der Grund hierfür liegt in einer erhöhten Aktivität des Akt/mTOR Signalweges vor allem in MPNST, wahrscheinlich aber auch in Neurofibromen. Dieser Signalweg führt unter anderem zu stärkerem Wachstum von Zellen und kurbelt die Gefäßversorgung an. Es konnte bereits an Zellkulturen und im Mausmodell gezeigt werden, dass eine Behandlung mit einem mTOR Inhibitor zu stark vermindertem Wachstum von MPNST Zellen führt. Unsere eigenen Daten bestätigen diese Befunde.

Nicht jede MPNST Zelllinie spricht gleich gut auf die Behandlung mit mTOR Inhibitoren an. Im Sinne einer maßgeschneiderten Therapie ist es essentiell zu verstehen, welche molekularen Grundlagen sich für das Ansprechen auf eine Substanz verantwortlich zeichnen. Wir wissen zwar, dass eine erhöhte Aktivität des mTOR Signalweges in vielen MPNST vorliegt, aber nicht genau warum. Es gibt Hinweise, dass eine beeinträchtigte Funktion des Neurofibromins (das Eiweiß welches durch das NF1 Gen kodiert wird) zu einer mTOR Aktivierung führt. Ein anderer Grund scheint in der Veränderung des Tumorsuppressorgens PTEN zu liegen. Wir konnten kürzlich nachweisen, dass diese Veränderungen in MPNST häufig vorkommen. PTEN ist ein wichtiger Regulator des mTOR Signalpfades und sorgt normalerweise dafür, dass mTOR nicht zu aktiv ist. Fehlt PTEN, wird der Akt/mTOR Signalpfad unkontrolliert aktiviert und führt letztendlich zu verstärktem Wachstum. Wir erwarten, dass insbesondere MPNST mit fehlendem PTEN und daher erhöhter mTOR Aktivität gut auf die Behandlung mit mTOR Inhibitoren ansprechen. Somit könnte es in der Zukunft möglich werden, aufgrund molekularer Tumormerkmale eine Therapie zu wählen, die voraussichtlich für einen individuellen Patienten besonders geeignet ist. Diese Vorgehensweise bezeichnet man als „maßgeschneiderte Therapie". Ein Patient mit anderen Tumormerkmalen bekäme demnach auch eine andere Therapie. Dieses Vorgehen soll Patienten davor bewahren, Therapieformen (und ihren Nebenwirkungen) ausgesetzt zu sein, die bei ihnen nicht zum Erfolg führen würden.

In unseren Zellkulturexperimenten wollen wir untersuchen, ob PTEN Veränderungen der Zelllinien für die unterschiedliche Empfindlichkeit der verschiedenen MPNST Zelllinien verantwortlich sind. Außerdem möchten wir die optimalen Konzentrationen der onkolytischen Viren und mTOR Inhibitoren als Einzelmedikation und in Kombination testen. Diese Daten werden uns bei den Tierexperimenten als Grundlage dienen.

Auch bei der Serumdiagnostik könnte uns das Tumorsuppressorgen PTEN von Nutzen sein. Unsere Daten weisen auf verschiedenartige Veränderungen des PTEN Gens. Eine dieser Veränderungen ist die Methylierung des PTEN Promotors. Methylierung von genetischem Material kann wie ein Schalter funktionieren. Normalerweise liegen Tumorsuppressorgene wie PTEN unmethyliert vor, das bedeutet, sie sind eingeschaltet. In Tumoren werden Tumorsuppressorgene oft durch Methylierung ausgeschaltet. Wenn PTEN methyliert vorliegt, würde das vermutlich zu Abwesenheit bzw. weniger Produktion von PTEN führen. Wir konnten zeigen, dass PTEN Methylierung ausschließlich in MPNST (in etwa 50% der Fälle), aber nicht in dermalen und plexiformen Neurofibromen vorkommt. Daher vermuten wir, dass PTEN Methylierung mit maligner Entartung einhergeht und diese frühzeitig anzeigen könnte.

Hierbei machen wir uns zu nutze, dass Erbsubstanz absterbender Tumorzellen in das Blut gelangt. Das genetische Material der Tumorzellen kann dann einfach und schnell aus dem Blutserum des Patienten isoliert werden. Wir wollen daher prüfen, ob Patienten, die einen MPNST mit PTEN Methylierung haben, auch im Serum dieses Merkmal zeigen und der Tumor somit seinen „Fingerabdruck" hinterlässt. Serummarker werden für verschiedenste Erkrankungen gesucht. So sinnvoll und wichtig die Suche nach Serummarkern ist, so groß ist allerdings auch die Herausforderung. Denn ein guter Serummarker muss viele Prüfkriterien erfüllen, um einen Wert zu besitzen. Ein wichtiges Kriterium ist, dass der Marker weitgehend spezifisch für eine Erkrankung ist und nicht durch viele andere Faktoren, wie beispielsweise Lebenswandel oder Infektionen, verändert wird. Da es oft sehr schwer ist einen spezifischen Marker zu finden, wird teilweise auch versucht, mehrere Marker heranzuziehen. Ein Muster mehrerer Marker soll dann mehr Sicherheit geben. Wir versuchen daher auch über andere Wege geeignete Serummarker zu identifizieren.

Die aus dem Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse sollen möglichst schnell den Patienten zugute kommen und nicht im so genannten „Elfenbeinturm der Wissenschaft" verbleiben. Daher ist geplant, die gewonnenen Resultate als Basis für eine klinische Studie zu nutzen. Eine zügige Umsetzung wird durch die klinische Erfahrung mit den mTOR Inhibitoren begünstigt. Sie werden bereits seit vielen Jahren bei transplantierten Patienten eingesetzt und seit kurzem ist ein mTOR Inhibitor auch für die Behandlung von Tumor-Patienten (Nierenzellkarzinom) in Deutschland zugelassen. Die Behandlung mit dem Medikament scheint mit nur geringfügigen, reversiblen Nebenwirkungen einherzugehen. Die onkolytischen Viren sind zwar bis jetzt noch nicht für die Behandlung von Patienten zugelassen, erste klinische Studien zur Verträglichkeit wurden aber bereits in den USA durchgeführt und zeigten, dass die Viren ungefährlich sind und gut vertragen werden.