Samenvatting: Onderzoekers hebben een veelbelovende nieuwe weg ontdekt voor de behandeling van glioblastoom, een dodelijke hersenkanker.
Uit de studie bleek dat deze tumoren verbindingen in het omringende hersenweefsel vervormen, wat leidt tot cognitieve achteruitgang. Het team ontdekte dat het medicijn gabapentine, dat vaak wordt gebruikt om epileptische aanvallen te voorkomen, deze activiteit bij muizen met glioblastoom zou kunnen remmen.
Deze nieuwe studie biedt een nieuw perspectief op de behandeling van hersenkanker en kan leiden tot betere patiëntresultaten.
Basiselementen:
- Glioblastoom, een uiterst moeilijk te behandelen hersenkanker, verandert de verbindingen in de hersenen en veroorzaakt cognitieve achteruitgang. Dit nieuw ontdekte ziektemechanisme omvat een feedbacklus waarbij kankercellen neuronen ertoe aanzetten hyperactief te worden, waardoor tumorgroei wordt bevorderd.
- Het medicijn gabapentine, traditioneel gebruikt om epileptische aanvallen te voorkomen, bleek deze hyperactiviteit te remmen, waardoor tumorgroei bij muizen met glioblastoom werd voorkomen. Dit suggereert een mogelijke nieuwe richting voor de behandeling van glioblastoom.
- Dit baanbrekende onderzoek toont aan dat celcommunicatienetwerken, zoals de positieve feedbacklus die wordt waargenomen bij glioblastoom, het doelwit kunnen zijn van therapie naast traditionele genetische en immunologische benaderingen, wat een belangrijke paradigmaverschuiving betekent in het begrijpen van kanker.
Bron: UCSF
Het moeilijk te behandelen glioblastoom van hersenkanker steelt de mentale vermogens van een persoon terwijl het zich verspreidt, maar het verraderlijke vermogen van de tumor om naburige netwerken in de hersenen te infiltreren, zou ook zijn ondergang kunnen bewijzen.
Wetenschappers van UC San Francisco hebben ontdekt dat neurale activiteit in deze dodelijke tumoren verbindingen in omringend hersenweefsel kan herbedraden, wat de cognitieve achteruitgang veroorzaakt die met de ziekte gepaard gaat, en dat het medicijn gabapentine, dat gewoonlijk wordt gebruikt om epileptische aanvallen te voorkomen, deze groeiactiviteit zou kunnen remmen. bij glioblastoma-muizen.
De bevindingen, getoond in Natuurbieden een veelbelovende nieuwe richting voor onderzoek naar een ziekte die zelfs de modernste en meest geavanceerde soorten kankergeneesmiddelen heeft getrotseerd.
“Glioblastoom heeft een overwinning nodig”, zei neurochirurg Shawn Hervey-Jumper, MD, die de studie leidde samen met postdoctoraal collega Saritha Krishna, PhD.
“Deze studie opent de deur naar een hele wereld van behandelingsmogelijkheden voor deze patiënten en een nieuwe manier van denken over hersenkanker.”
Toen Hervey-Jumper aan zijn studie begon, hadden wetenschappers onlangs ontdekt dat hersentumoren worden aangewakkerd door een positieve feedbacklus. Het begint wanneer kankercellen stoffen produceren die kunnen werken als neurotransmitters. Deze “extra” toevoer van neurotransmitters zorgt ervoor dat neuronen hyperactief worden, wat op zijn beurt de groei van kankercellen stimuleert.
Voortbouwend op eerdere studies bij muizen en hersenorganoïden (kleine bundels neuronen afgeleid van menselijke stamcellen gekweekt in petrischalen), concentreerde Hervey-Jumper zich op wat de feedbacklus betekende voor menselijk gedrag en cognitie bij hersenkanker.
Het team rekruteerde vrijwilligers die wachtten op een operatie voor glioblastoom waarvan de tumoren het gebied van de hersenen waren binnengedrongen dat de spraak controleert.
Vlak voordat hij de tumor opereerde, plaatste Hervey-Jumper een raster van kleine elektroden op het oppervlak van het spraakgebied, liet de vrijwilligers foto’s zien en vroeg hen te noemen wat ze zagen.
Het onderzoeksteam vergeleek vervolgens de resultaten met hersengebieden die niet normaal leken door tumoren van dezelfde deelnemers. Ze ontdekten dat de hersengebieden van de tumor-geïnfiltreerde deelnemers een breder neuraal netwerk van het hersengebied gebruikten om te proberen te herkennen wat ze zagen.
Kanker als gesprek tussen cellen
Hervey-Jumper schrijft dit toe aan een afname van de informatieverwerkingskracht in dit deel van de hersenen. Hij vergelijkt het met een orkest waar de musici die synchroon spelen ervoor zorgen dat de muziek werkt.
“Als je de cello’s en houtblazers verliest, kan de rest van de spelers het stuk gewoon niet dragen zoals ze anders zouden doen,” zei hij. De hersencellen die aan de tumor vastzitten, zijn zo beschadigd dat anderen van verder weg moeten worden aangeworven om de taken uit te voeren die voorheen door een kleiner gebied werden gecontroleerd.
De studie toont aan dat het dit samenspel tussen cellen is dat de cognitieve achteruitgang veroorzaakt die gepaard gaat met hersenkanker, in plaats van de ontsteking en druk van tumorgroei die wetenschappers dachten.
“Een hersentumor blijft niet gewoon zitten en sterft,” zei Hervey-Jumper. “Het wordt gereguleerd door het zenuwstelsel. Het voert gesprekken met de cellen eromheen en integreert zichzelf actief in de circuits van de hersenen, waarbij het de manier waarop ze zich gedragen opnieuw vormgeeft.”
Zo hebben we niet aan kanker gedacht
Nu wisten onderzoekers dat tumoren misbruik maakten van de netwerken van de hersenen. Dus wendden ze zich tot gabapentine, dat epileptische aanvallen onder controle houdt door overmatige elektrische activiteit in de hersenen te verminderen, en testte het in muizen die waren geïnoculeerd met menselijke glioblastoomcellen.
“Gabapentine stopte in wezen de verspreiding van de tumor,” zei Krishna. “Dit stemt ons hoopvol dat het combineren van gabapentine met andere glioblastoombehandelingen een deel van de cognitieve achteruitgang die we bij patiënten zien, kan voorkomen en misschien hun leven kan verlengen.”
De bevindingen zullen zich waarschijnlijk vertalen naar andere zenuwkankers, zoals die van de wervelkolom, en kunnen verklaren waarom de hersenen de eerste plaats zijn van metastase bij veel kankers.
Hervey-Jumper zei dat de studie kankerexperts aanmoedigt om te kijken naar communicatienetwerken tussen cellen, zoals de positieve feedbacklus bij glioblastoom, als potentiële doelen voor behandelingen, samen met genetische en immunologische benaderingen.
“We hebben nog niet eerder op deze manier over kanker nagedacht”, zei hij. “Het idee dat er een gesprek is tussen kankercellen en gezonde hersencellen is iets van een paradigmaverschuiving.”
Financiering: Deze studie werd ondersteund door de National Institutes of Health (subsidies K08NS110919, P50CA097257, F30CA246808, T32GM007618, K99CA25200, R01NS100440, R00DC013801, R00DC013801, R013801, R011, R00DC01 3801, R01, 2010, R01, 2010 2279, Robert Wood Johnson Foundation (subsidie 74259 ) en de American Brain Tumor Society (verleen MSSF1900021).
Over dit nieuws over hersenkankeronderzoek
Auteur: Robin Marks
Bron: UCSF
Contact: Robin Marks – UCSF
Afbeelding: Afbeelding gecrediteerd aan Neuroscience News
Originele onderzoek: Gesloten toegang.
“Glioblastoma-remodellering van menselijke neurale circuits vermindert overleving” door Shawn Hervey-Jumper et al. Natuur
Abstract
Glioblastoma-remodellering van menselijke neurale circuits vermindert de overleving
Gliomen zijn synaptisch geïntegreerd in neurale circuits. Eerder onderzoek heeft bidirectionele interacties aangetoond tussen neuronen en glioomcellen, waarbij neuronale activiteit de groei van glioom stimuleert en gliomen de neuronale prikkelbaarheid verhogen.
Hier hebben we geprobeerd te bepalen hoe door glioom geïnduceerde neuronale veranderingen de neurale circuits die ten grondslag liggen aan cognitie beïnvloeden en of deze interacties de overleving van de patiënt beïnvloeden.
Met behulp van intracraniale hersenopnamen tijdens lexicale ophaaltaaltaken bij wakkere mensen, samen met tumorweefselbiopten en celbiologische experimenten, vinden we dat gliomen functionele neurale circuits zodanig hermodelleren dat taakrelevante neurale responsen de tumor-geïnfiltreerde cortex activeren veel verder dan de corticale gebieden die normaal worden gerekruteerd. in de gezonde hersenen.
Plaatsgerichte biopsieën van regio’s in de tumor die een hoge functionele connectiviteit tussen de tumor en de rest van de hersenen vertonen, zijn verrijkt voor een glioblastoma-subpopulatie die een duidelijk synaptogeen en neurotroof fenotype vertoont.
Tumorcellen uit functioneel verbonden regio’s scheiden de synaptogene factor trombospondine-1 uit, die bijdraagt aan de differentiële neuron-glioma-interacties die worden waargenomen in functioneel verbonden tumorregio’s in vergelijking met tumorregio’s met minder functionele connectiviteit.
Farmacologische remming van trombospondine-1 met behulp van het door de FDA goedgekeurde geneesmiddel gabapentine vermindert de proliferatie van glioblastoom. De mate van functionele connectiviteit tussen glioblastoom en normale hersenen heeft een negatieve invloed op zowel de overleving van de patiënt als de prestaties bij taaltaken.
Deze gegevens tonen aan dat hoogwaardige gliomen neurale circuits in het menselijk brein functioneel remodelleren, wat tumorprogressie bevordert en de cognitieve functie schaadt.
