Forschung
Seit über 15 Jahren widme ich mich u.a. der Erforschung neuer Therapieoptionen für hochgradig bösartige Hirntumoren.
Mein Ziel:
Therapien zu entwickeln, die wirksamer sind und gleichzeitig weniger Nebenwirkungen verursachen als derzeitige Behandlungsoptionen.
Hirntumoren, wie Medulloblastome und Glioblastome, gehören zu den aggressivsten Krebserkrankungen. Die Herausforderungen sind immens – aber genau deshalb lohnt sich jeder kleine Fortschritt: und bedeutet bessere Überlebenschancen, höhere Lebensqualität und mehr Lebensjahre für Betroffene.
Kombination macht den Unterschied
Multimodale Therapie hochmaligner Hirntumoren
Die Herausforderung:
Medulloblastome und Glioblastome sind besonders aggressive Hirntumoren mit oft verheerenden Überlebensprognosen. Eine einzelne Therapieform – sei es Operation, Bestrahlung oder Chemotherapie – stößt schnell an ihre Grenzen. Tumorzellen entwickeln Resistenzen oder gesundes Gewebe wird geschädigt, und bei Kindern drohen schwere Langzeitfolgen.
Unser Forschungsansatz:
Wir untersuchen die Kombination von Strahlentherapie mit epigenetischen Modulatoren (wie Decitabin) sowie Differenzierung induzierenden Substanzen. Epigenetische Veränderungen an unserer Erbsubstanz können in Tumorzellen zu einer Über- oder Unterproduktion von Proteinen führen, die zu einem Wachstumsvorteil der Tumorzellen beitragen. Epigenetische Modulatoren machen diese krankhaften Veränderungen rückgängig und bringen so Tumorzellen dazu, ihre aggressiven Eigenschaften zu verlieren und empfindlicher für Strahlentherapie zu werden.
Differenzierung nennt man den Prozess, bei dem durch Teilungsprozesse aus einer aggressiven, sich schnellteilenden Tumorzelle eine ausgereifte, sich langsam teilende, weniger gefährliche Tumorzelle wird. Je weniger differenziert ein Tumor ist, desto aggressiver ist er meist, wächst schneller und metastasiert früher. Differenzierung induzierende Substanzen wandeln also aggressive in weniger aggressive Tumorzellen.
In unseren In-vitro- und In-vivo-Studien konnten wir zeigen, dass diese multimodale Strategie sowohl bei Medulloblastomen als auch bei Glioblastomen vielversprechende Ergebnisse liefert.
Warum das zählt:
Kombinationstherapien eröffnen Wege, die Strahlendosis zu reduzieren und gleichzeitig bessere Behandlungsergebnisse zu erzielen. Für Kinder mit Hirntumoren bedeutet das: weniger Spätfolgen wie Wachstumsstörungen oder Beeinträchtigungen in der Aufmerksamkeit, Konzentration, Planung, Erinnerung, Kreativität, Sprache und logischem Denken. Für Erwachsene mit Glioblastomen: eine Chance auf längeres Überleben bei besserer Lebensqualität.
Tumorzellen austricksen
Zellzyklus-Checkpoint-Inhibition und Radiosensibilisierung
Die Herausforderung:
Krebszellen haben einen cleveren Überlebensmechanismus: Wenn Strahlentherapie ihre DNA schädigt, aktivieren sie sogenannte Zellzyklus-Checkpoints – molekulare Kontrollpunkte, an denen sie ihren Teilungsprozess verlangsamen, Reparaturprozesse starten und den Schaden beheben, bevor sie in die nächste Teilungsphase übergehen. Dieser Selbstschutzmechanismus macht viele Tumoren resistent gegen Strahlentherapie.
Unser Forschungsansatz:
Wir erforschen Substanzen, die diese Checkpoints blockieren – sogenannte Zellzyklus-Checkpoint-Inhibitoren. Wenn Tumorzellen ihre „Reparatur-Pause“ nicht mehr einlegen können, reichern sie die durch Bestrahlung verursachten DNA-Schäden an, bis die Zelle schließlich abstirbt. Ein zusätzlicher Vorteil: Absterbende Tumorzellen senden verstärkt Signale aus, die sie für das Immunsystem sichtbarer machen können. Diese erhöhte Immunogenität der Tumorzellen erleichtert dem Körper die geschädigten Tumorzellen besser als Feind zu erkennen und sie gezielt zu bekämpfen. In unseren vorklinischen Studien untersuchen wir diese Mechanismen sowohl in vitro (Zellkultur) als auch in vivo (Tiermodell), um die optimale Kombination aus Checkpoint-Inhibition und Strahlentherapie zu finden.
Warum das zählt:
Diese Strategie könnte die Strahlensensitivität maligner Hirntumoren erhöhen. Das bedeutet in der Praxis: Geringere Strahlendosen können verwendet werden, was gesundes Gewebe schont. Gleichzeitig könnte das körpereigene Memory-Immunsystem aktiviert werden, das in der Lage ist, Tumorzellen langfristig zu bekämpfen – ein entscheidender Vorteil gegenüber rein lokalen Therapien.
Präzise am Tumor angreifen
Zielgerichtete Therapien in Kombination mit Radiotherapie
Die Herausforderung:
Nicht jeder Tumor ist gleich. Viele Tumoren tragen spezifische molekulare Merkmale – etwa eine übermäßige Ausprägung bestimmter Oberflächenproteine (Rezeptoren) wie HER2/neu, Genmutationen in Signalwegen wie KRAS, oder eine erhöhte Aktivität von Überlebensproteinen wie IAPs (Inhibitor of Apoptosis Proteins). Diese molekularen Eigenschaften machen Tumoren aggressiv, aber sie sind gleichzeitig ihre Achillesferse.
Unser Forschungsansatz:
Wir untersuchen zielgerichtete Therapeutika – sogenannte Inhibitoren –, die genau diese molekularen Schwachstellen angreifen. Diese Präzisionsmedikamente blockieren spezifische Signalwege, die Tumorzellen zum Wachstum und Überleben benötigen:
HER2/neu-Inhibitoren: Blockieren Wachstumssignale bei Tumoren mit überaktiven HER2-Rezeptoren
KRAS-Inhibitoren: Greifen in zentrale Signalkaskaden ein, die Zellwachstum und Teilung steuern
IAP-Inhibitoren: Heben die „Sterblichkeits-Blockade“ auf, die viele Krebszellen vorm Tod schützt.
Die Besonderheit unserer Forschung liegt in der Kombination dieser Inhibitoren mit Strahlentherapie. Die zielgerichteten Medikamente wirken als Radiosensitizer – sie machen Tumorzellen empfindlicher für Strahlung und verstärken deren Wirkung synergistisch. Diese Ansätze testen wir in verschiedenen Krebsarten – von Hirntumoren über Kopf-Hals-Tumoren bis hin zu anderen soliden Tumoren mit ähnlichen molekularen Profilen.
Warum das zählt:
Zielgerichtete Therapien wirken wie ein Präzisionswerkzeug: Sie greifen gezielt am Tumor an und schonen gesundes Gewebe. In Kombination mit Strahlentherapie können wir die Behandlung individuell auf das molekulare Profil des Tumors abstimmen – ein wichtiger Schritt in Richtung personalisierte Medizin. Die Ergebnisse unserer vorklinischen Studien zeigen: Diese Kombinationen können die Wirksamkeit der Strahlentherapie erhöhen.
Das Umfeld macht’s
Tumor-Mikroumgebung und Strahlensensitivität
Die Herausforderung:
Ein Tumor existiert nicht isoliert – er ist eingebettet in eine komplexe Mikroumgebung (engl. tumor microenvironment, TME), bestehend aus Bindegewebszellen (auch Stromazellen), Immunzellen, Blutgefäßen und extrazellulärer Matrix (Stützgerüst zwischen den Zellen). Die Mikroumgebung ist nicht nur ein passiver Zuschauer, sondern spielt aktiv mit bei der Beeinflussung des Tumorwachstums und der Ausprägung von Therapieresistenzen. Besonders die sogenannten mesenchymalen Stromazellen (MSCs) haben eine problematische Doppelrolle: Normalerweise fördern MSCs nach Beschädigung von gesundem Gewebe dessen Erholung und schützen die Zellen vor dem Tod.
Sie können aber so auch Tumorzellen vor Strahlung schützen, indem sie Botenstoffe aussenden, die Reparaturmechanismen aktivieren und das Zellüberleben fördern.
Unser Forschungsansatz:
Wir untersuchen, wie mesenchymale Stromazellen die Strahlenantwort von Tumorzellen beeinflussen. In Ko-Kulturmodellen von MSCs und Glioblastomzellen schauen wir uns dabei die Interaktion der Zellen nach Strahlenbehandlung auf verschiedenen Ebenen an.
Warum das zählt:
Wenn wir verstehen, wie das Mikroumgebung den Tumor schützt, können wir nicht nur den Tumor selbst angreifen, sondern auch seine Unterstützungssysteme ausschalten. Das eröffnet völlig neue Therapieansätze: bspw. Modulierung der Stromazellen, um sie weniger „tumorfreundlich“ zu machen. Diese Forschung trägt ebenfalls dazu bei, Strahlentherapie-Resistenzen zu überwinden und Langzeiterfolge zu verbessern.
Heilen ohne Spätfolgen
Späteffekte ionisierender Strahlung
Die Herausforderung:
Strahlentherapie rettet Leben – doch sie kann Jahre oder Jahrzehnte später Spuren hinterlassen. Späteffekte treten besonders im kardiovaskulären System (Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Arteriosklerose) und im Nervensystem (kognitive Beeinträchtigungen, neurologische Schäden) auf.
Für Kinder, die nach einer Krebserkrankung geheilt werden und ihr ganzes Leben noch vor sich haben, ist diese Problematik besonders gravierend: Ein 5-jähriges Kind, das heute erfolgreich behandelt wird, hat noch 70-80 Lebensjahre vor sich – und soll diese ohne chronische Erkrankungen verbringen können.
Unser Forschungsansatz:
Wir erforschen die Mechanismen strahleninduzierter Späteffekte, um sie besser zu verstehen und letztlich zu verhindern. Unsere Forschung konzentriert sich auf zwei Bereiche:
1. Späteffekte am Herz-Kreislaufsystem (abgeschlossenes Projekt)
Ionisierende Strahlung kann Gefäßwände schädigen, Entzündungsprozesse auslösen und langfristig Arteriosklerose fördern. Im Mausmodell haben wir molekulare Veränderungen der Endothelzellen (Blutgefäßzellen) und Entzündungskaskaden, die chronische Gefäßschäden verursachen können, untersucht.
2. Neuronale Späteffekte & Neuroprotektion
Besonders bei Kindern sind kognitive Beeinträchtigungen nach Hirnbestrahlung gefürchtet. Für unsere multimodalen Kombinationstherapien untersuchen wir, ob die Behandlung neuronale Stammzellen zusätzlich schädigt oder vor Strahlung schützen kann. Daraus ziehen wir Rückschlüsse auf mögliche Auswirkungen im menschlichen Gehirn.
Diese Untersuchungen führen wir in Gewebeschnittmodellen von Mäusehirnen durch und können so Späteffekte über einen längeren Zeitraum beobachten.
Warum das zählt:
Jedes gerettete Leben soll auch ein lebenswertes Leben sein. Wenn wir Spätfolgen reduzieren oder verhindern können, bedeutet das:
- Mehr Lebensjahre in guter Gesundheit
- Höhere Lebensqualität ohne chronische Erkrankungen
- Weniger Belastung für Betroffene und ihre Familien
- Bessere Akzeptanz von Strahlentherapie als Behandlungsoption
Für Kinder bedeutet es: Nach überstandener Krebserkrankung ein halbwegs normales Leben führen können.