Entwicklung einer ungewöhnlichen Kinderkrankheit

Neue Studie zur Langerhans-Zell-Histiozytose

Die Langerhans-Zell-Histiozytose (LCH) ist eine seltene Erkrankung, die vor allem Kleinkinder betrifft. Doch es gibt enorme Unterschiede zwischen den Patienten. Eine neue Studie bietet wichtige Einblicke in die zelluläre Heterogenität und die molekularen Mechanismen von LCH.

LCH-Zellen aus einer Tumorbiopsie

LCH-Zellen aus einer Tumorbiopsie, aufgenommen mit einem konfokalen Mikroskop. Die grüne Färbung kennzeichnet die aktiv proliferierenden Zellen. | CeMM

LCH ist eine sehr vielschichtige Erkrankung. Während sie manchmal ohne Behandlung von selbst heilen kann, erfordern andere Fälle eine intensive Chemotherapie mit Langzeitfolgen für die Kinder oder sie führen sogar zum Tod. Die Gründe für diese Unterschiede sind bisher kaum bekannt. In einer neuen Studie haben Forscher/-innen der St. Anna Kinderkrebsforschung (CCRI) und des CeMM Forschungszentrums für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (CeMM) wichtige Einblicke in die zelluläre Heterogenität und die molekularen Mechanismen von LCH erhalten.

LCH ist schwer zu diagnostizieren

Die Langerhans-Zell-Histiozytose (LCH) ist eine sehr ungewöhnliche Erkrankung: Sie wird häufig als Krebs eingestuft, da es zu einem unkontrollierten Zellwachstum in verschiedenen Körperteilen kommt. Außerdem weist sie Merkmale einer Autoimmunerkrankung auf, da LCH-Läsionen Immunzellen anziehen und charakteristische Entzündungen des Gewebes aufweisen. LCH ist klinisch äußert vielfältig und oft schwer zu diagnostizieren. Erkrankungen mit Hautbeteiligung bei Säuglingen können wie ein Windelausschlag aussehen, während eine Knochenbeteiligung auf einem Röntgenbild mit einem Sarkom verwechselt werden kann. In seiner aggressivsten Form kann LCH als Leukämie-ähnliche Krankheit auftreten und zu Organversagen führen. Diese vielfältigen Erscheinungsformen beschäftigen nach wie vor Ärzte und Wissenschaftler auf der ganzen Welt.

Bemerkenswerte Heterogenität zwischen LCH-Zellen

Caroline Hutter, pädiatrische Onkologin am St. Anna Kinderspital, Forschungsgruppenleiterin am CCRI und wissenschaftliche Co-Leiterin dieser Studie, beobachtete bei der Untersuchung von LCH-Läsionen unter dem Mikroskop eine bemerkenswerte Heterogenität zwischen LCH-Zellen. Um diese Vielfalt im Detail zu untersuchen, stellte sie ein interdisziplinäres Team aus Experimental- und Computerforschern/-innen des CCRI und des CeMM, sowie Ärzten/-innen des St. Anna Kinderspitals und des Allgemeinen Krankenhauses in Wien zusammen. Caroline Hutters Ziel ist es, zwei grundlegende Fragen zu beantworten: Welche Mechanismen stehen hinter LCH und wie können wir die Behandlung von Kindern, die von dieser Krankheit betroffen sind, verbessern?

„Karte“ der zellulären Heterogenität

LCH-Läsionen wurden im Labor des zweiten Co-Leiters der Studie, Christoph Bock (CeMM), nach dem neuesten Stand der Technik auf ihre molekulare Zusammensetzung analysiert – mit genügend hoher Auflösung, um die molekularen Muster von einzelnen Zellen im Detail zu erkennen. Florian Halbritter (jetzt am CCRI) und Matthias Farlik (jetzt an der Medizinischen Universität Wien) analysierten diese molekularen Profile von LCH-Läsionen und entwickelten eine umfassende „Karte“ der zellulären Heterogenität in LCH.

Mehrere Subtypen von LCH-Zellen identifiziert

Auf dieser molekularen Karte identifizierte das Team mehrere Subtypen von LCH-Zellen. Darunter gab es eine Gruppe von sich aktiv teilenden Zellen, die vermeintlich die Vorläufer anderer LCH-Zellen sind. In weiteren Experimenten entschlüsselte das Team die molekularen Signalwege, die in verschiedenen Zweigen dieser unerwarteten Entwicklungshierarchie aktiv sind, was ein Zusammenspiel von entwicklungsbezogenen, immunologischen und onkogenen Mechanismen in LCH hervorhob.

Die Studie ist ein bedeutender Fortschritt für das Verständnis dieser rätselhaften Krankheit. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft dazu beitragen, schwerwiegende von weniger schweren Krankheitsfällen besser zu unterscheiden, und sogar neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnen. (idw, red)

 

Literatur:

Halbritter F, et al.: Epigenomics and Single-cell Sequencing Define a Developmental Hierarchy in Langerhans Cell Histiocytosis. 25.07.2019, Cancer Discovery. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-19-0138.