Jährlich erkranken in der Schweiz rund 6600 Männer an Prostatakrebs. Er ist nach Lungenkrebs die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache bei Männern. Gefährlich sind fortgeschrittene Stadien, in denen Krebszellen in andere Organe gestreut haben und sogenannte Metastasen bilden. Im Gegensatz zu anderen Krebsarten wie Brust- oder Lungenkrebs sind beim Prostata-Krebs die äusserst gefährlichen Metastasen im Gehirn jedoch sehr selten. Nur 1,5 Prozent der fortgeschrittenen Fälle sind gemäss einer Übersichtsstudie aus dem Jahr 2020 als Hirn-metastasierender Prostatakrebs (PCBM) diagnostiziert worden. Die PCBM-Fälle waren deshalb bisher wenig erforscht.
Diese Lücke haben Forschende um Prof. Dr. Mark A. Rubin von der Universität Bern und vom Inselspital, Universitätsspital Bern nun mit der ersten grösseren Studie über Hirn-Metastasen bei Prostatakrebs geschlossen. In ihrer Untersuchung haben sie den molekularbiologischen Steckbrief von PCBM-Zellen beschrieben. Diese haben demnach gehäuft Veränderungen im zellulären Reparaturmechanismus, der bei gesunden Zellen alltägliche Schädigungen im Erbgut behebt. «Die Veränderungen gleichen der genetischen Signatur anderer Krebsarten, gegen die wirksame Medikamente verfügbar sind», sagt Mark A. Rubin, Direktor des Department for BioMedical Research und Vorsitzender des Bern Center for Precision Medicine der Universität Bern und des Inselspitals Bern. «Das ist eine positive Nachricht. Denn dadurch steht einer Weiterentwicklung dieses gezielten Therapieansatzes nichts mehr im Wege.» Die Studie wurde online im Journal Nature Communications veröffentlicht.
Veränderungen im Reparaturmechanismus der Krebszellen
Bei Krebszellen sind die Reparaturmechanismen der Zellen so verändert, dass sie bestimmte Schädigungen im Erbgutstrang nicht mehr flicken können und deshalb unkontrolliert wuchern. In metastasierenden Zellen tritt zudem ein alternativer Reparaturmechanismus in die Bresche, der die Krebszellen gedeihen lässt. Mittlerweile gibt es jedoch Medikamente - die sogenannten PARP-Inhibitoren, welche diesen alternativen Reparaturmechanismus gezielt blockieren und zum Tod der Krebszellen führen. Diese wirken jedoch nur, wenn die Veränderungen der gefährlichen Zellen ein bestimmtes Muster im primären Reparaturmechanismus aufweisen.
In ihrer Studie haben die Forschenden Gewebeproben von 51 PCMB-Patienten untersucht, die sie aus Spitälern der ganzen Schweiz sowie einer Partnerinstitution aus den USA erhalten haben. Die Analyse hat gezeigt, dass bei allen getesteten Proben mit hirnmetastasierenden Prostata-Krebszellen Veränderungen im primären DNA-Reparaturmechanismus entdeckt wurden. In rund 20 Prozent der untersuchten Proben stellten die Forschenden exakt dasjenige genetische Muster fest, bei dem gemäss einer im Jahr 2020 veröffentlichten Studie die Verabreichung von PARP-Inhibitoren die Überlebensraten der Betroffenen signifikant steigerten. «Einer von fünf Patienten mit hirnmetastasierendem Prostatakrebs könnte deshalb von einer Therapie mit diesen gezielten Medikamenten profitieren», sagt Rubin.
Paradebeispiel für Präzisionsonkologie
Zugleich eröffnen die genomische Analyse der Hirn-Metastasen und der Vergleich mit anderen Krebsarten neue Türen für die Grundlagenforschung. «Wenn wir verstehen, wieso beim Prostata-Krebs im Vergleich zu anderen Tumorarten weniger Hirn-Metastasen auftreten, können wir in Zukunft lernen, welche Änderungen in den Zellen diese besonders bösartig machen», erläutert Rubin.
Die Arbeit gilt auch als Paradebeispiel für das Konzept der Präzisionsonkologie, in der Behandlungskonzepte exakt auf die jeweiligen Patienten zugeschnitten sind. Dabei nutzen die Ärzte die Informationen über die molekularbiologische Signatur der Krebszellen eines Patienten für einen Therapieplan, in dem die Medikamente exakt auf die beobachteten Veränderungen ausgerichtet sind.
Die Studie wurde unter anderen vom Swiss Personalized Health Network, der Schweizerischen Krebsliga und zu einem Teil von den amerikanischen Gesundheitsinstituten NIH sowie der Prof. Dr. Max Cloëtta-Stiftung unterstützt.
Publikationsangaben:
Antonio Rodriguez-Calero, John Gallon, Dilara Akhoundova, Sina Maletti, Alison Ferguson, Joanna Cyrta, Ursula Amstutz, Andrea Garofoli, Viola Paradiso, Scott A. Tomlins, Ekkehard Hewer, Vera Genitsch, Achim Fleischmann, Erik Vassella, Elisabeth J. Rushing, Rainer Grobholz, Ingeborg Fischer, Wolfram Jochum, Gieri Cathomas, Adeboye O. Osunkoya, Lukas Bubendorf, Holger Moch, George Thalmann, Charlotte K. Y. Ng, Silke Gillessen, Salvatore Piscuoglio & Mark A. Rubin. Alterations in homologous recombination repair genes in prostate cancer brain metastases. Nat Commun, 3 May 2022, https://www.nature.com/articles/s41467-022-30003-5
