Neuartige Doppelstrategie gegen Krebs: Nachwuchsforscherin ausgezeichnet

Einen vielversprechenden neuen Ansatz für die Tumortherapie eröffnet ein Wirkstoff, an dem die Pharmazeutin Charlotte Dahlem im Team von Alexandra K. Kiemer an der Universität des Saarlandes forscht: Der Naturstoff hindert den Krebs daran, zu wachsen, und bringt außerdem die körpereigene Abwehr dazu, die Tumorzellen anzugreifen. Für ihre Arbeit an dieser Doppelstrategie hat die Nachwuchsforscherin jetzt den Preis der Hans-und-Ruth-Giessen-Stiftung erhalten. Möglich werden so Forschungsaufenthalte in Schweden und den USA, durch die Dahlem Spezialverfahren auf den Saarbrücker Campus bringen will.

 

25. September 2020


Gegen feindliche Eindringlinge wie Bakterien oder Viren und auch gegen außer Kontrolle geratene eigene Zellen hat der menschliche Körper ein mobiles Einsatzkommando: Die Fresszellen, im Fachjargon auch Makrophagen genannt, jagen solche Widersacher und fressen sie kurzerhand auf. Ausgerechnet in Tumoren gibt es in dieser Spezialeinheit aber Überläufer. Der sogenannte M2-Typ lässt sich von Krebszellen rekrutieren. Senden die Tumorzellen bestimmte Botenstoffe, unterstützen M2-Makrophagen fortan das Wachstum des Tumors und sabotieren zugleich die Immunabwehr. Halten sich in der Mikroumgebung um den Tumor herum viele solcher M2-Überläufer auf, fällt die Prognose eines Krebspatienten mitunter schlechter aus.

Doppelschlag gegen Krebszellen
 
Die Pharmazeutin Charlotte Dahlem aus dem Team von Professorin Alexandra K. Kiemer an der Universität des Saarlandes hat einen Naturstoff untersucht, der in diesem Mikroumfeld des Tumors nicht nur mitmischen kann, sondern sogar zum Doppelschlag gegen Krebszellen imstande ist: „Thioholgamide A, kurz ThioA, wirkt auf den Zellstoffwechsel und hemmt damit das Tumorwachstum“, erklärt Charlotte Dahlem. ThioA nimmt dadurch zugleich die M2-Überläufer ins Visier: Er polt die tumorfördernden M2-Makrophagen um und macht aus ihnen wieder „gute“ und pflichtbewusste Makrophagen, die Tumorzellen bekämpfen und die körpereigene Abwehr auf den Plan rufen, statt sie zu drosseln. In ihrer Doktorarbeit, die Dahlem in diesem Sommer abgegeben hat, erstellte sie das vielversprechende biologische Profil des Naturstoffs, der von Bakterien gebildet wird. In der Folge gelang ihr als Erste, die doppelte Wirkung von ThioA bei Tumorzellen und Makrophagen nachzuweisen: in vitro, also in der Petrischale anhand von Zellkulturmodellen, und in vivo, also im lebenden Organismus von Zebrafischembryonen. „Wir konnten zeigen, dass ThioA den Stoffwechsel sowohl der Tumorzellen als auch der Makrophagen in ihrer Mikroumgebung beeinflusst“, erläutert Dahlem. Tumorzellen stehen mit ihrem Umfeld in regem Austausch. „Die Tumorzellen sind auf ihre Mikroumgebung angewiesen, sowohl für ihren Stoffwechsel als auch für ihr Wachstum. Mit den zellulären Bestandteilen gibt es ein enges und komplexes Zusammenspiel mit vielen Abhängigkeiten“, erklärt Dahlem. Eben dies möchte die Forscherin mit dem neuen Wirkstoff ausnutzen. „ThioA könnte dieses Zusammenspiel zwischen Tumorzellen und ihrer Mikroumgebung empfindlich stören“, sagt die Pharmazeutin.

Gegen feindliche Eindringlinge wie Bakterien oder Viren und auch gegen außer Kontrolle geratene eigene Zellen hat der menschliche Körper ein mobiles Einsatzkommando: Die Fresszellen, im Fachjargon auch Makrophagen genannt, jagen solche Widersacher und fressen sie kurzerhand auf. Ausgerechnet in Tumoren gibt es in dieser Spezialeinheit aber Überläufer. Der sogenannte M2-Typ lässt sich von Krebszellen rekrutieren. Senden die Tumorzellen bestimmte Botenstoffe, unterstützen M2-Makrophagen fortan das Wachstum des Tumors und sabotieren zugleich die Immunabwehr. Halten sich in der Mikroumgebung um den Tumor herum viele solcher M2-Überläufer auf, fällt die Prognose eines Krebspatienten mitunter schlechter aus.
 
Die Pharmazeutin Charlotte Dahlem aus dem Team von Professorin Alexandra K. Kiemer an der Universität des Saarlandes hat einen Naturstoff untersucht, der in diesem Mikroumfeld des Tumors nicht nur mitmischen kann, sondern sogar zum Doppelschlag gegen Krebszellen imstande ist: „Thioholgamide A, kurz ThioA, wirkt auf den Zellstoffwechsel und hemmt damit das Tumorwachstum“, erklärt Charlotte Dahlem. ThioA nimmt dadurch zugleich die M2-Überläufer ins Visier: Er polt die tumorfördernden M2-Makrophagen um und macht aus ihnen wieder „gute“ und pflichtbewusste Makrophagen, die Tumorzellen bekämpfen und die körpereigene Abwehr auf den Plan rufen, statt sie zu drosseln. In ihrer Doktorarbeit, die Dahlem in diesem Sommer abgegeben hat, erstellte sie das vielversprechende biologische Profil des Naturstoffs, der von Bakterien gebildet wird. In der Folge gelang ihr als Erste, die doppelte Wirkung von ThioA bei Tumorzellen und Makrophagen nachzuweisen: in vitro, also in der Petrischale anhand von Zellkulturmodellen, und in vivo, also im lebenden Organismus von Zebrafischembryonen.
„Wir konnten zeigen, dass ThioA den Stoffwechsel sowohl der Tumorzellen als auch der Makrophagen in ihrer Mikroumgebung beeinflusst“, erläutert Dahlem. Tumorzellen stehen mit ihrem Umfeld in regem Austausch. „Die Tumorzellen sind auf ihre Mikroumgebung angewiesen, sowohl für ihren Stoffwechsel als auch für ihr Wachstum. Mit den zellulären Bestandteilen gibt es ein enges und komplexes Zusammenspiel mit vielen Abhängigkeiten“, erklärt Dahlem. Eben dies möchte die Forscherin mit dem neuen Wirkstoff ausnutzen. „ThioA könnte dieses Zusammenspiel zwischen Tumorzellen und ihrer Mikroumgebung empfindlich stören“, sagt die Pharmazeutin.

Ziel: Neuartige Strategien entwickeln, um die Therapie gegen den Tumor mit einer auf das Immunsystem gerichteten Therapie zu verbinden

Die Pharmazeutin will jetzt weiterforschen, um die komplexen Beziehungen und Verkettungen von Tumorzellen mit ihrer Mikroumgebung noch weiter aufzuklären und besser zu verstehen. Hierdurch will sie Schwachstellen des Tumors ausmachen, weitere Angriffspunkte finden und die Einsatzgebiete des Naturstoffes ThioA näher erforschen. „Ein besseres Verständnis des Zusammenspiels auf Zellstoffwechselebene könnte etwa dazu beitragen, neuartige Strategien zu entwickeln, um die Therapie gegen den Tumor mit einer auf das Immunsystem gerichteten Therapie zu verbinden“, erklärt Dahlem.

Mit Preisgeld wichtige Methoden für Zebrafisch-Tumormodelle aneignen
 
Hierbei hilft ihr jetzt das Preisgeld in Höhe von 25.000 Euro der Hans-und-Ruth-Giessen-Stiftung, die ihre Forschung auszeichnet: Möglich werden dadurch Forschungsaufenthalte in Schweden und den USA, wo die Arbeitsgruppen unter anderem mit Zebrafischmodellen forschen, die Dahlem für die nächsten Schritte braucht. „Die in den ersten Tagen durchsichtigen Zebrafischembryonen können helfen, neue, sehr wirkungsvolle Therapien gegen verschiedenste Krankheiten zu erforschen und zu entwickeln. Die Forschungsgruppe in Stockholm zählt zu den führenden auf diesem Gebiet. Schon während eines ersten Forschungsaufenthaltes an der Kyushu Universität in Japan konnte ich mir wichtige Methoden für Zebrafisch-Tumormodelle aneignen, die zu den vorliegenden Ergebnissen geführt haben. Diese wertvollen Erfahrungen und methodischen Fähigkeiten möchte ich in Stockholm gerne erweitern“, sagt die Pharmazeutin.

Hans-und-Ruth-Giessen-Stiftung fördert besonders begabte junge Menschen in den Bereichen Naturwissenschaften, Medizin und klassische Musik.
 

Der Preis der Hans-und-Ruth-Giessen-Stiftung wurde verliehen am 23. September. Die Schirmherrschaft der Preisverleihung hat Ministerpräsident Tobias Hans übernommen.
Die Hans-und-Ruth-Giessen-Stiftung fördert besonders begabte junge Menschen in den Bereichen Naturwissenschaften, Medizin und klassische Musik.
Weitere Informationen: https://www.hr-giessen-stiftung.de/stiftung

Zur Preisträgerin
:
Charlotte Dahlem ist Diplom-Pharmazeutin, Apothekerin und Doktorandin der Pharmazeutischen Biologie an der Universität des Saarlandes. Sie forscht im Team von Professorin Alexandra K. Kiemer. Forschungsaufenthalte führten sie bisher nach Japan an die Kyushu Universität sowie ans University College in Dublin. Auch hochschulpolitisch ist Charlotte Dahlem aktiv, die für ihr soziales Engagement bereits den „Beste-Preis“ der Universität des Saarlandes und des AStA erhielt. Sie war zwei Jahre AStA-Vorsitzende und Mitglied in zahlreichen Gremien der Universität des Saarlandes, darunter auch im Hochschulrat. 2020 wurde sie als Nachwuchswissenschaftlerin mit einer Einladung zur Teilnahme an der Lindauer Nobelpreisträgertagung ausgezeichnet, die wegen der Corona-Pandemie ins Jahr 2021 verschoben wurde.


Fragen beantworten:
Charlotte Dahlem: Tel.: 0681 302-57314, E-Mail: charlotte.dahlem@uni-saarland.de
Prof. Dr. Alexandra K. Kiemer, Pharmazeutische Biologie:
Tel.: 0681 302-57301, E-Mail: pharm.bio.kiemer@mx.uni-saarland de

 


Die Diplom-Pharmazeutin und Apothekerin Charlotte Dahlem, Bildautor Jan Henrich