Charakterisierung Patienten-stämmiger Glioblastomstammzellenkulturen zur Prognose von Patientenüberleben und zur Stratifizierung einer KCa-gerichteten Radiotherapie

Abstract

Das Glioblastom multiforme stellt den aggressivsten, hirneigenen Tumor bei Erwachsenen dar, dessen mittlere Überlebensrate trotz multimodaler Therapie nach Diagnose unter zwei Jahren liegt. Gründe für die schlechte Prognose sind das typischerweise stark infiltrierende Wachstum und die Therapieresistenz, die wahrscheinlich auf stammzellähnliche Glioblastomzellen (GSC), insbesondere vom mesenchymalen Typ, zurückzuführen sind. Die Identifikation molekularer Glioblastomsubtypen durch definierte Markermoleküle könnte eine Strategie zur Stratifizierung der Patient:innen für neue personalisierte Therapieoptionen sein. Aus diesem Grund wurde im ersten Teil der Arbeit aus primären Glioblastom-Stammzellkulturen die mRNA-Expression von zehn Stammzell-, Resistenz- und Invasionsmarkern analysiert. Aus deren Expressionsprofil wurde darauffolgend eine mRNA-Signatur abgeleitet, welche die GSC-Kulturen in proneurale/mesenchymale Subtypen klassifizierte. Die mRNA-Signatur korrelierte dabei mit der Radioresistenz und Invasivität der Kulturen in vitro. Außerdem konnte beobachtet werden, dass vor allem bei Patient:innen mit mesenchymalen GSC Kulturen multifokale Rezidive auftraten. Hierbei war das Gesamtüberleben kürzer/reduziert gegenüber Patient:innen mit einem proneuralen Subtyp, welche überwiegend unifokale Rezidive aufzeigten. Zusammengenommen konnte beobachtet werden, dass ein mesenchymaler GSC-Subtyp mit einer erhöhten Malignität einherging. Da zwei mesenchymale Marker der mRNA-Signatur für die beiden Calcium-aktivierbaren Kaliumkanäle IKCa und BKCa kodieren, wurden im zweiten Teil der Arbeit mögliche Effekte einer IKCa- bzw. BKCa-Blockade begleitend zur Bestrahlung in den GSC-Kulturen in vitro und in orthotopen Xenotransplantaten in vivo untersucht. Eine IKCa- bzw. BKCa-Blockade schien dabei in einigen aber nicht allen Zelllinien die Doppelstrangbruchreparatur in vitro und in vivo zu hemmen und teilweise auch die Invasivität der Zellen zu reduzieren. Das Ansprechen auf eine Blockade dieser Kanäle war dabei nicht wie erwartet von ihrer mRNA-Expression abhängig, daher müssen andere prädiktive Marker zur Patientenstratifizierung gefunden werden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die aus Glioblastom-Resektionsmaterial angezüchteten und GSC-angereicherten Kulturen wahrscheinlich die Zellsubpopulation des Glioblastoms darstellen, die für den Krankheitsverlauf und Therapieansprechen ausschlaggebend sind. Die identifizierte molekulare mRNA-Signatur aus diesen Kulturen könnte ein prognostischer Parameter für das Rezidivmuster und das Überleben der jeweiligen Patient:innen darstellen. Zudem zeigen die Ergebnisse des zweiten Teils der Arbeit, dass eine begleitende KCa-Blockade zur Strahlentherapie eine mögliche neue Strategie in der Glioblastomtherapie sein könnte.