Was haben Quallen und Glühwürmchen mit der Lungenkrebsforschung zu tun?
Wissenschaftler in Schottland haben ein neues Bildgebungssystem entwickelt, das Reportergene nutzt, die mit der Fluoreszenz von Quallen, der Lichtproduktion von Glühwürmchen und der PET-Bildgebung in Verbindung stehen, um Tumore vom gesamten Körper bis hinunter auf die Ebene einzelner Zellen zu verfolgen.
Das System wurde von Forschern der Universität Glasgow und des Cancer Research UK Scotland Institute entwickelt und in der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“ beschrieben.
Die Forscher testeten es an Modellen für Lungenadenokarzinome und Leberkrebs. Es handelt sich um ein Forschungsinstrument und nicht um einen Test, der bei Krebspatienten angewendet wird.
Inwiefern helfen Quallen und Glühwürmchen den Krebsforschern?
Das System kombiniert drei verschiedene Bildgebungssignale in denselben Tumorzellen.
Ein Reporterprotein erzeugt rote Fluoreszenz. Die in der modernen Forschung verwendeten fluoreszierenden Proteine wurden ursprünglich aus Proteinen entwickelt, die in Organismen wie Quallen vorkommen.
Ein anderer Reporter nutzt Luciferase, das Enzym, mit dessen Hilfe Glühwürmchen Licht erzeugen können.
Der dritte Reporter kann mittels PET-Bildgebung nachgewiesen werden.
Jede Methode funktioniert auf einer anderen Ebene.
Mithilfe von PET und Biolumineszenz können Forscher Tumore im Körper lokalisieren und verfolgen. Die Fluoreszenzmikroskopie kann dann zeigen, was auf der Ebene einzelner Zellen vor sich geht.
Was war Gegenstand der Lungenkrebsstudie?
Die Forscher bauten die drei Reportergene in ein Mausmodell ein, damit ausgewählte Zellen über einen längeren Zeitraum hinweg verfolgt werden konnten.
Anschließend setzten sie das System in gentechnisch veränderten Modellen des Lungenadenokarzinoms und des hepatozellulären Karzinoms ein.
Mithilfe der Ganzkörperbildgebung konnten die Forscher Tumore lokalisieren und überwachen. Anschließend konnten sie dieselben Tumore mit deutlich höherer Auflösung untersuchen und einzelne Zellen sowie deren Wechselwirkungen innerhalb der Tumormikroumgebung erforschen.
Die Universität Glasgow führt diese Arbeit im Rahmen ihres Forschungsprogramms zum Thema Lungenkrebs auf.
Warum sollten verschiedene Verfahren der Krebsbildgebung kombiniert werden?
Verschiedene bildgebende Verfahren liefern Antworten auf unterschiedliche Fragen.
Ein Ganzkörperscan kann zeigen, wo sich ein Tumor befindet und wie er sich im Laufe der Zeit verändert. Er kann jedoch keine Details einzelner Zellen darstellen.
Mit Hilfe der Mikroskopie lassen sich diese Zellen zwar viel detaillierter darstellen, doch bietet sie in der Regel nicht denselben Überblick über den gesamten Körper.
Das neue System verbindet diese verschiedenen Ebenen miteinander. Forscher können die Tumorentwicklung im gesamten Körper verfolgen und anschließend bestimmte Bereiche wesentlich detaillierter untersuchen.
Den Autoren zufolge könnte dies Forschern dabei helfen, das Tumorwachstum, die Ausbreitung, das Ansprechen auf die Behandlung sowie die Wechselwirkungen zwischen Krebszellen und Immunzellen zu untersuchen.
Könnte dieses Bildgebungssystem bei Menschen mit Lungenkrebs eingesetzt werden?
Nicht in seiner derzeitigen Form.
Hierbei handelt es sich um eine präklinische Forschungsplattform, die für gentechnisch veränderte Mausmodelle entwickelt wurde.
Es handelt sich nicht um eine neue Untersuchung, einen neuen diagnostischen Test oder eine neue Behandlung für Menschen mit Lungenkrebs.
Sein Nutzen liegt darin, dass es Forschern hilft, die Biologie von Krebserkrankungen genauer zu untersuchen und die Befunde aus der Ganzkörperbildgebung mit den Vorgängen im Inneren des Tumors auf zellulärer Ebene in Verbindung zu bringen.
Was könnten Forscher als Nächstes untersuchen?
Das System könnte dazu genutzt werden, zu untersuchen, wie sich Tumore entwickeln, wie sich Krebszellen ausbreiten und wie Tumore auf eine Behandlung ansprechen.
Außerdem könnte es Forschern dabei helfen, Veränderungen in der Tumormikroumgebung zu untersuchen, darunter auch die Wechselwirkungen zwischen Krebszellen und Immunzellen.
Die Forscher beschreiben es als eine Plattform zur Verfolgung biologischer Prozesse – von der Ganzkörperbildgebung bis hin zur zellulären Auflösung.
Wichtige Punkte
Forscher haben ein neues Bildgebungssystem für die Krebsdiagnostik entwickelt, das Fluoreszenz, Biolumineszenz und PET kombiniert.
Das System nutzt Reportergene, die mit Fluoreszenzproteinen und Glühwürmchen-Luziferase assoziiert sind.
Es wurde an Modellen für Lungenadenokarzinome und Leberkrebs getestet.
Die Forscher konnten Tumore anhand von Ganzkörperaufnahmen bis hinunter auf die Ebene einzelner Zellen verfolgen.
Es handelt sich hierbei um ein Forschungsinstrument, das in präklinischen Modellen zum Einsatz kommt, nicht um einen neuen Test oder eine neue Behandlung für Menschen mit Lungenkrebs.
Quelle: Raffo-Iraolagoitia XL, Alyamani A, May S, et al. Multiskalige In-vivo-Bildgebung der Tumorentwicklung unter Verwendung einer Keimbahn-konditionierten Maus mit dreifachem Reporter. Nature Biotechnology. Veröffentlicht am 15. Juli 2026.
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