Wissenschaftliches Programm - Wissenschaftlich begründete Komplementäronkologie

9:00-9:30 Uhr

Tumorentwicklung und –progression sind das Ergebnis der Interaktion von Krebszellen mit verschiedensten Zelltypen des Tumormikromilieus sowie umliegenden Strukturen der extrazellulären Matrix. Mittels dynamischer zellulärer und molekularer Bildgebung haben wir zentrale Aspekte der Tumorentwicklung, wie die Interaktion von migrierenden Tumorzellen mit Komponenten des Tumormikromilieus und die lokale Regulation von Tumor infiltrierenden Immunzellen untersucht. Zytotoxische T-Lymphozyten (Killerzellen) können hochspezifisch entartete Tumorzellen erkennen und abtöten, und stellen dadurch eine wichtige Komponente der körpereigenen Tumorabwehr dar. Mit Hilfe geeigneter 3D Modelle und Echtzeitmikroskopie konnten wir die zu Grunde liegenden kinetischen Abläufe und Mechanismen analysieren. Individuelle T Zell – Tumor Zell Kontakte variierten dabei stark in Länge (min bis h) und Kinetik (stabil bis dynamisch), Apoptose der Tumorzellen erfolgte durchschnittlich 90 min nach dem ersten T Zell Kontakt und individuelle T Zellen töteten bis zu 11 Tumorzellen in 24 h. Mit Hilfe dieser Modelle können wir nun Faktoren des Tumormikromilieus identifizieren, welche die anti-Tumor-Immunreaktion beeinträchtigen, um daraus neue Therapieansätze abzuleiten. Mit Hilfe der Zwei-Photonen Mikroskopie konnten wir weiterhin zelluläre Mechanismen der Tumorinvasion und den Effekt von anti-Tumor Therapien in vivo unter physiologischen Bedingungen beobachten. Dabei zeigte sich, dass verschiedene Invasionsmechanismen existieren: Tumorzellen lösten sich entweder als Einzelzellen von der Haupttumormasse (Einzelzellinvasion) oder drangen als Gruppe von mehreren, durch Zell-Zell Kontakte verbundene Zellen in umliegendes Gewebe vor (kollektive Invasion). Kollektive Invasionsstränge bewegten sich dabei entlang von Gewebestrukturen wie Blut- und Lymphgefäßen sowie Muskelfasern und Nerven und erreichten Invasionsgeschwindigkeiten von bis zu 200 µm pro Tag. Dabei stellte sich heraus, dass die kollektive Invasion nicht nur einen effizienten Mechanismus zur Infiltration von gesundem Gewebe darstellt, sondern Tumorzellen auch eine Therapieresistenz vermittelt. Die Visualisierung dynamischer zellulärer Prozesse in dreidimensionalen in vitro und in vivo Modellen leistet somit einen bedeutenden Beitrag zur Aufklärung der Mechanismen von anti-Tumor Immunreaktionen und Tumorinvasion und bildet damit die Grundlage zur Entwicklung neuer Therapieansätze.

(Bettina Weigelin¹, Stephanie Alexander² & Peter Friedl^1,2
1 Department of Cell Biology, Nijmegen Center for Molecular Life Science, Radboud University Nijmegen Medical Centre, P.O. 9101, 6500 HB, Nijmegen, The Netherlands
² Rudolf-Virchow Center for Experimental Biomedicine and Department of Dermatology, Venerology, and Allergology, University of Würzburg, Josef-Schneider-Strasse 2, 97080 Würzburg, Germany)

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