Kopfverletzungen könnten ein Risikofaktor für die Entstehung von Hirntumoren sein

Wie Verletzungen zur Entwicklung einer relativ seltenen, aber oft aggressiven Form von Hirntumor, dem Gliom, beitragen können

28.02.2023 - Großbritannien

Forscher des UCL Cancer Institute haben wichtige molekulare Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Verletzungen zur Entstehung einer relativ seltenen, aber oft aggressiven Form von Hirntumoren, dem Gliom, beitragen können.

Frühere Studien haben auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Kopfverletzungen und einem erhöhten Auftreten von Hirntumoren hingewiesen, aber die Beweise sind nicht schlüssig. Das UCL-Team hat nun einen möglichen Mechanismus zur Erklärung dieses Zusammenhangs identifiziert, der darauf hindeutet, dass genetische Mutationen im Zusammenspiel mit einer Entzündung des Hirngewebes das Verhalten der Zellen verändern, so dass sie eher zu Krebs werden. Obwohl diese Studie weitgehend an Mäusen durchgeführt wurde, legt sie nahe, dass es wichtig wäre, die Relevanz dieser Erkenntnisse für menschliche Gliome zu untersuchen.

Die Studie wurde von Professor Simona Parrinello (UCL Cancer Institute) geleitet, Leiterin der Samantha Dickson Brain Cancer Unit und Co-Leiterin des Cancer Research UK Brain Tumour Centre of Excellence. Sie sagte: "Unsere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ein Hirntrauma zu einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Hirntumoren im späteren Leben beitragen kann."

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Gliome sind Hirntumore, die häufig in neuralen Stammzellen entstehen. Reifere Arten von Gehirnzellen, wie Astrozyten, galten bisher als weniger wahrscheinlich für die Entstehung von Tumoren. Jüngste Erkenntnisse haben jedoch gezeigt, dass Astrozyten nach einer Verletzung wieder ein Stammzellenverhalten zeigen können.

Professor Parrinello und ihr Team untersuchten daher anhand eines präklinischen Mausmodells, ob Astrozyten aufgrund dieser Eigenschaft in der Lage sind, nach einem Hirntrauma einen Tumor zu bilden.

Jungen erwachsenen Mäusen mit Hirnverletzungen wurde eine Substanz injiziert, die Astrozyten dauerhaft rot färbte und die Funktion eines Gens namens p53 ausschaltete, das bekanntermaßen eine wichtige Rolle bei der Unterdrückung vieler verschiedener Krebsarten spielt. Eine Kontrollgruppe wurde auf die gleiche Weise behandelt, wobei das p53-Gen intakt blieb. Bei einer zweiten Gruppe von Mäusen wurde p53 inaktiviert, ohne dass eine Verletzung vorlag.

Professor Parrinello sagte: "Normalerweise sind Astrozyten stark verzweigt - sie haben ihren Namen von den Sternen -, aber wir haben festgestellt, dass die Astrozyten ohne p53 und nur nach einer Verletzung ihre Verzweigungen zurückgezogen haben und runder geworden sind. Sie waren nicht ganz stammzellähnlich, aber etwas hatte sich verändert. Also ließen wir die Mäuse altern, untersuchten dann die Zellen erneut und sahen, dass sie sich vollständig in einen stammzellähnlichen Zustand zurückentwickelt hatten, mit Markern früher Gliomzellen, die sich teilen konnten."

Für Professor Parrinello und sein Team deutet dies darauf hin, dass Mutationen in bestimmten Genen in Verbindung mit einer Entzündung des Gehirns, die durch eine akute Verletzung ausgelöst wird und dann im Laufe der Zeit während des natürlichen Alterungsprozesses zunimmt, dazu führen, dass Astrozyten mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Krebserkrankung auslösen. Dieser Prozess der Umwandlung in ein stammzellenähnliches Verhalten beschleunigte sich sogar, als sie den Mäusen eine Lösung injizierten, die bekanntermaßen Entzündungen hervorruft.

Das Team suchte dann nach Beweisen für seine Hypothese in menschlichen Populationen. In Zusammenarbeit mit Dr. Alvina Lai vom UCL-Institut für Gesundheitsinformatik werteten sie die elektronischen Krankenakten von mehr als 20 000 Personen aus, bei denen Kopfverletzungen diagnostiziert worden waren, und verglichen die Rate der Hirntumore mit einer Kontrollgruppe, die hinsichtlich Alter, Geschlecht und sozioökonomischem Status gleich war. Sie fanden heraus, dass Patienten, die eine Kopfverletzung erlitten hatten, ein fast viermal höheres Risiko hatten, später im Leben an einem Hirntumor zu erkranken, als diejenigen, die keine Kopfverletzung hatten. Dabei ist zu bedenken, dass das Risiko, an einem Hirntumor zu erkranken, insgesamt gering ist und auf weniger als 1 % im Laufe des Lebens geschätzt wird, so dass das Risiko auch nach einer Verletzung bescheiden bleibt.

Professor Parrinello sagte: "Wir wissen, dass normales Gewebe viele Mutationen trägt, die scheinbar einfach nur da sind und keine größeren Auswirkungen haben. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass, wenn zu diesen Mutationen noch eine Verletzung hinzukommt, ein synergistischer Effekt entsteht. In einem jungen Gehirn ist die Entzündungsrate niedrig, so dass die Mutationen selbst nach einer schweren Hirnverletzung in Schach gehalten werden. Unsere Untersuchungen an Mäusen zeigen jedoch, dass mit zunehmendem Alter die Entzündung im gesamten Gehirn zunimmt, jedoch stärker an der Stelle, an der die frühere Verletzung stattgefunden hat. Dadurch wird möglicherweise ein bestimmter Schwellenwert erreicht, ab dem sich die Mutation nun zu manifestieren beginnt.

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