Behandlung von Leukämie im Gehirn: Fortschritte und Herausforderungen in der pädiatrischen Onkologie

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• Die Herausforderung der Hirnleukämie
• Historische Behandlung und Toxizität
• Moderne Behandlungsansätze
• Langzeitfolgen für Überlebende
• Aktueller Forschungsfokus auf Biologie
• Entdeckung eines metabolischen Enzyms
• Immunevasion im Gehirn
• Zukünftige Behandlungsziele

Die Herausforderung der Hirnleukämie

Die Ausbreitung von Leukämie ins Gehirn stellt in der pädiatrischen Onkologie ein großes Problem dar. Dr. Shai Izraeli, MD, erklärt, dass bei Kindern mit Leukämie bei der Diagnose häufig bereits leukämische Zellen im Gehirn oder in den Hirnhäuten vorhanden sind. Diese Infiltration ist eine häufige Ursache für Therapieversagen, da Rückfälle oft an diesem geschützten Ort auftreten.

Historische Behandlung und Toxizität

Vor den 1970er Jahren war Kinderleukämie weitgehend unheilbar. Dr. Shai Izraeli, MD, weist darauf hin, dass zwar neue Medikamente eine Remission im Knochenmark erreichten, die Leukämie aber bei 75 % der Kinder im Gehirn zurückkehrte. Die anfängliche Lösung bestand in einer prophylaktischen Strahlentherapie des Gehirns, die die Heilungsrate auf etwa 40–50 % erhöhte. Dies ging jedoch mit erheblichen neuroentwicklungsbedingten Kosten einher und führte im Durchschnitt zu einem Rückgang von 10 IQ-Punkten.

Moderne Behandlungsansätze

Moderne Therapieprotokolle verzichten aufgrund der schweren Toxizität weitgehend auf die prophylaktische Hirnbestrahlung. Dr. Shai Izraeli, MD, erläutert, dass die Strahlentherapie heute Fällen vorbehalten ist, in denen Leukämie im Gehirn nachgewiesen wird. Der aktuelle Standard umfasst die Verabreichung sehr hoher Dosen systemischer Chemotherapie sowie die Injektion von Medikamenten direkt in den Spinalkanal (intrathekale Chemotherapie), um eine ZNS-Leukämie zu behandeln oder zu verhindern.

Langzeitfolgen für Überlebende

Trotz der Fortschritte haben die Behandlungen der Hirnleukämie langfristige Folgen. Dr. Shai Izraeli, MD, beobachtet, dass selbst Kinder, die zu normalen Erwachsenen heranwachsen – einschließlich einiger Professoren –, oft unter einer verminderten intellektuellen Leistungsfähigkeit leiden. Zudem haben Überlebende ein erhöhtes Risiko, später im Leben sekundäre Hirntumore zu entwickeln, was die dringende Notwendigkeit weniger toxischer Therapien unterstreicht.

Aktueller Forschungsfokus auf Biologie

Laut Dr. Izraeli besteht die heutige Herausforderung zweifach: Erstens müssen bessere Biomarker identifiziert werden, um zu bestimmen, welche Patienten mehr oder weniger ZNS-gerichtete Therapie benötigen. Zweitens – und entscheidender – muss die einzigartige Biologie verstanden werden, warum Leukämiezellen im Gehirn überleben, einer Umgebung, die für die meisten Zellen lebensfeindlich ist.

Entdeckung eines metabolischen Enzyms

Dr. Shai Izraeli, MD, leitet kooperative Forschungsarbeiten, um zu verstehen, wie leukämische Zellen in der "Wüste" des Gehirns überleben, in der es an Nahrung, Glukose, Sauerstoff und Fettsäuren mangelt. Sein Team, das mit Gruppen in Glasgow, dem Technion und der City of Hope zusammenarbeitet, entdeckte kürzlich ein Schlüsselenzym im Fettsäurestoffwechsel. Leukämiezellen nutzen dieses Enzym, um eigenes Fett zum Überleben zu produzieren, was ein vielversprechendes neues therapeutisches Ziel darstellt, um Hirnleukämie gezielt zu hemmen und abzutöten.

Immunevasion im Gehirn

Ein weiterer Grund, warum Leukämiezellen im Gehirn gedeihen, ist ihre Fähigkeit, dem Immunsystem zu entgehen. Dr. Izraeli verweist auf eine Publikation, die zeigt, dass natürliche Killerzellen (NK-Zellen), die entscheidend für die Abtötung von Krebszellen sind, nicht effektiv ins Gehirn eindringen. Dies schafft einen geschützten Zufluchtsort, an dem leukämische Zellen der Immunüberwachung entgehen und sich vermehren können.

Zukünftige Behandlungsziele

Das ultimative Ziel ist es, Hirnleukämie gezielter und mit geringerer Toxizität zu behandeln. Dr. Shai Izraeli, MD, betont, dass, da 50 % aller Leukämierückfälle im Gehirn auftreten, die Lösung dieses Problems von größter Bedeutung ist. Seine Forschung zu den metabolischen Anpassungen und Immunevasionstaktiken leukämischer Zellen im ZNS ebnet den Weg für Präzisionsmedizinansätze, die eines Tages Leukämie im Gehirn heilen könnten, ohne gesundes Hirngewebe zu schädigen.

Vollständiges Transkript

Dr. Anton Titov, MD: Da immer mehr Kinder mit Leukämie geheilt werden, ist die Prävention und erfolgreiche Behandlung der Leukämieinfiltration im Gehirn ohne Toxizität ein sehr wichtiges Ziel. Wie kann Präzisionsmedizin zur Behandlung der leukämischen Infiltration des Gehirns bei pädiatrischen Patienten eingesetzt werden?

Führender Krebsexperte, die Ausbreitung von Leukämie ins Gehirn ist ein großes Problem. Kinder mit Leukämie haben oft bereits bei der Diagnose Leukämiezellen im Gehirn. Leukämiezellen breiten sich zu den Hirnhäuten und ins Gehirn aus.

Sie haben eine Arbeit zur wirksameren Behandlung von Leukämie im Gehirn mitverfasst. Denn Rückfälle von Leukämie treten häufig auch im Gehirn auf.

Dr. Shai Izraeli, MD: Kinderleukämie im Gehirn ist ein sehr wichtiges Problem bei der Behandlung von Leukämie bei Kindern. Vor den 1970er Jahren wurden Kinder mit Leukämie nicht geheilt. Dann kamen mehrere wirksame Krebsmedikamente. Die Leukämie verschwand aus dem Knochenmark, kehrte aber bei 75 % der Kinder im Gehirn zurück.

Dann erkannten wir, dass man bei jedem Kind mit Leukämie eine präventive Therapie des Gehirns durchführen muss. Die Methode zur präventiven Krebsbehandlung war Strahlentherapie. So wurden etwa 40 bis 50 % der Kinder von Leukämie geheilt, aber die Kosten in Form von Entwicklungsverzögerungen des Gehirns waren enorm.

Es gab durchschnittlich einen Rückgang von 10 IQ-Punkten nach Bestrahlung des Gehirns. Heute bestrahlen wir das Gehirn fast nie. Wir führen manchmal Strahlentherapie durch, wenn Leukämie im Gehirn entdeckt wird, aber wir verabreichen Chemotherapie an das Gehirn.

Wir geben sehr hohe Dosen bestimmter Krebsmedikamente in die Vene. Wir injizieren auch den Spinalkanal mit Krebsmedikamenten gegen Leukämie. Dies hat ebenfalls toxische Wirkungen.

Jetzt haben wir einige klinische Studien 10 bis 20 Jahre später. Die von Leukämie geheilten Kinder sind jetzt normale Erwachsene. Ich kenne einige Professoren, die von Leukämie geheilt wurden, aber im Allgemeinen leiden sie unter einer verminderten intellektuellen Kapazität.

Dr. Anton Titov, MD: Kinder, die Leukämie überlebten und ins Erwachsenenalter hineinwuchsen, haben auch ein erhöhtes Auftreten sekundärer Tumore im Gehirn.

Dr. Shai Izraeli, MD: Unsere große Herausforderung heute ist zweifach. Ein Problem ist die Identifizierung besserer Biomarker bei Leukämie. Wir müssen wissen, wer mehr und wer weniger Krebstherapie für das Gehirn benötigt.

Dann müssen wir auch die Biologie der Leukämie besser verstehen. Wir müssen verstehen, warum Leukämiezellen im Gehirn leben.

Dr. Anton Titov, MD: Könnten wir Hirnleukämie intelligenter behandeln?

Dr. Shai Izraeli, MD: Das tun wir im Schneider-Krankenhaus. Wir behandeln Hirnleukämie. Wir arbeiten mit anderen Krebsforschungsgruppen zusammen.

Wir arbeiten mit pädiatrischen Onkologiespezialisten in Glasgow mit Dr. Chris Halsey, und am Technion mit Dr. Eyal Gottlieb, in der City of Hope in Los Angeles. Wir haben eine ganze Gruppe, die an der klinischen Studie zur ZNS-Leukämie zusammenarbeitet.

Wir haben gerade auf der Jahrestagung der American Society of Hematology die Entdeckung eines Enzyms vorgestellt, das mit dem Stoffwechsel von Fettsäuren in Leukämie zu tun hat. Leukämiezellen benötigen Fettsäuren, um im Gehirn zu überleben.

Tatsächlich ist das Gehirn ein sehr schlechter Ort für eine Blutzelle. Deshalb gibt es normalerweise keine Blutzellen im Gehirn. Es ist wie eine Wüste. Das Gehirn hat keine Nahrung für Zellen.

Wir fanden heraus, dass Leukämiezellen eine Methode haben, um mit der Fettproduktion in den Zellen zu beginnen. Wir hoffen, vielleicht dieses Krebsenzym hemmen zu können. Dann können wir spezifisch Leukämie im Gehirn heilen.

Es ist eine sehr große Herausforderung, aber das ist eines der Krebsforschungsgebiete, auf die wir uns bei metastasierender pädiatrischer Leukämie konzentrieren. Die Umgebung ist im Gehirn auch hypoxischer. Das Gehirn ist kein guter Ort für Krebszellen zum Leben.

Es gibt fast keine Nahrung, keine Glukose, keine Proteine, keine Vitamine, keine Fettsäuren irgendwo im Gehirn. Es gibt keinen Sauerstoff, aber die leukämischen Zellen flüchten ins Gehirn.

Wir zeigten in einer anderen Publikation, dass einer der Gründe, warum Leukämiezellen im Gehirn wachsen, darin liegt, dass sie einigen Immunzellen entkommen können. Wir zeigten, dass die natürlichen Killer-Immunzellen nicht ins Gehirn eindringen.

Aber wir müssen Krebszellen im Gehirn abtöten, weil Leukämierückfälle heute zum Glück so selten sind. Etwa 50 % aller Rückfälle von Leukämie geschehen im Gehirn.

Dr. Anton Titov, MD: Wiederum muss man kein Wissenschaftler oder Leukämiearzt sein, um zu verstehen, dass Leukämie im Gehirn keine gute Sache ist.