Epigenetische Analyse von aggressiven Hirntumoren

Mikroskopisches Bild eines Glioblastoms mit individuell eingefärbten Immunzellen (© Adelheid Woehrer)

Glioblastome sind Hirntumore mit verheerender Prognose. WissenschaftlerInnen des CeMM, der MedUni Wien und des Österreichischen Hirntumorregisters  zeigen in einer neuen Studie, wie die epigenetische Analyse von Tumorproben aus dem klinischen Alltag für eine bessere Diagnostik und mittelfristig auch eine gezieltere Behandlung von Glioblastomen verwendet werden kann. Die Arbeit wurde in Nature Medicine veröffentlicht.

Glioblastome sind aggressive Hirntumore, bei denen sich die Krebszellen eines Patienten bzw. einer Patientin auf molekularer Ebene oft stark voneinander unterscheiden. Dies führt während einer medikamentösen Behandlung zu einer evolutionären Selektion, bei der diejenigen Zellen überleben und sich vermehren, die gegen das Medikament resistent sind. Um wirksamere Therapien für Glioblastome zu entwickeln und Resistenzen zu vermeiden, ist es daher entscheidend, die molekulare Vielfalt der Tumorzellen im Detail zu erforschen.

Ob und wie genau sich die epigenetische Regulation beim Fortschreiten von Glioblastomen verändert, war bisher weitgehend unerforscht. Das Team von Christoph Bock, Forschungsgruppenleiter am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, untersucht in seiner neuesten Studie die Rolle der Epigenetik im Krankheitsverlauf von Glioblastomen. Dazu analysierten die WissenschaftlerInnen die DNA-Methylierung in Tumorproben von über 200 Glioblastom-PatientInnen.

In Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien und KlinikerInnen in acht Spitälern Österreichs , konnten epigenetische Veränderungen identifiziert werden, die eng mit dem Krankheitsverlauf der Glioblastome assoziiert sind. Die neuen Erkenntnisse, die in Nature Medicine veröffentlicht wurden (DOI: 10.1038/s41591-018-0156-x), erlauben außerdem eine bessere Einschätzung der Prognose einzelner PatientInnen auf Basis epigenetischer Daten.

Grundlage für die vorliegende Studie war die hervorragende interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Kliniken und Instituten der Medizinischen Universität Wien sowie dem Comprehensive Cancer Center (Central Nervous System Tumor Unit). Neben dem CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin waren vor allem VertreterInnen des Klinischen Instituts für Neurologie (Adelheid Wöhrer, Johannes A. Hainfellner, Thomas Rötzer, Thomas Ströbel, Nadine Peter) und der Kliniken für Neurochirurgie (Georg Widhalm, Engelbert Knosp, Mario Mischkulnig), Onkologie (Matthias Preusser, Christine Marosi), Radiologie (Julia Furtner, Georg Langs, Karl-Heinz Nenning), Strahlentherapie (Karin Dieckmann) und Medizinische Physik (Bernhard Baumann, Marco Augustin) entscheidend an der Studie beteiligt. Die zweite Erstautorin der Studie, Barbara Kiesel, von der Klinik für Neurochirurgie hat das Projekt im Rahmen des Doktorratsstudiums „Clinical Neuroscience“ (CLINS) der Medizinischen Universität Wien durchgeführt. Diese und weitere laufende/geplante Studien werden zukünftig zu einer deutlichen Stärkung des neugeschaffenen Forschungsclusters „Medizinische Neurowissenschaften“ der Medizinischen Universität Wien führen.

Diese Forschungsarbeit basiert auf dem Österreichischen Hirntumorregister, das von Adelheid Wöhrer vom Institut für Neurologie der Medizinischen Universität Wien, Co-Letztautorin der Studie, aufgebaut wurde und Partner in ganz Österreich hat. Durch die Kombination epigenetischer Daten mit bildgebenden Verfahren und digitaler Pathologie konnte diese Studie wichtige Gemeinsamkeiten von Glioblastomen auf molekularer, zellulärer und Organ-Ebene aufzeigen. Die neuen Erkenntnisse können nun zur Klassifikation der Tumorerkrankungen herangezogen werden. Die Studie leistet zudem einen wichtigen Beitrag zur Rolle der Epigenetik in Glioblastomen und zeigt ihre Relevanz für die personalisierte Medizin.

Die Studie
Klughammer J*, Kiesel B*, Roetzer T, Fortelny N, Kuchler A, Nenning KH, Furtner J, Sheffield NC, Datlinger P, Peter N, Nowosielski M, Augustin M, Mischkulnig M, Ströbel T, Alpar D, Erguener B, Senekowitsch M, Moser P, Freyschlag CF, Kerschbaumer J, Thomé C, Grams AE, Stockhammer G, Kitzwoegerer M, Oberndorfer S, Marhold F, Weis S, Trenkler J, Buchroithner J, Pichler J, Haybaeck J, Krassnig S, Mahdy Ali K, von Campe G, Payer F, Sherif C, Preiser J, Hauser T, Winkler PA, Kleindienst W, Würtz F, Brandner-Kokalj T, Stultschnig M, Schweiger S, Dieckmann K, Preusser M, Langs G, Baumann B, Knosp E, Widhalm G, Marosi C, Hainfellner JA, Woehrer A#, Bock C# (*Diese Autoren haben gleichberechtigte Beiträge geleistet; #Diese Autoren haben die Studie gemeinsam geleitet). The DNA methylation landscape of glioblastoma disease progression shows extensive heterogeneity in time and space, Nature Medicine 27.08.2018. DOI: 10.1038/s41591-018-0156-x

Förderung
Diese Studie wurde vom FWF der Wissenschaftsfonds, der Europäischen Union, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und dem ERC Europäischen Forschungsrat gefördert.