Glioblastome: Wie sie das Stromnetz des Nervensystems nutzen

Gehirntumore bestehen nicht aus Nervenzellen, da ausgereifte Nervenzellen – mit wenigen Ausnahmen – die Fähigkeit zur Teilung verloren haben. Die meisten Gehirntumore sind Gliome, vermutlich aus Vorläufern von Gliazellen entstanden. Deren Zahl entspricht im Gehirn eines Erwachsenen etwa der der Nervenzellen (annähernd 100 Milliarden), denen sie als Gerüst und Nahrungslieferant dienen. Besonders gefährlich sind die Glioblastome: Selbst bei optimaler Therapie beträgt die mittlere Überlebenszeit für Patienten maximal 18 Monate. Glioblastome verdoppeln ihr Volumen innerhalb eines Monats. Ihre Zellen ziehen aus dem Tumorherd entlang der Nervenbahnen diffus durch das Gehirn und formen ein Netz, mit dem sie das Netz der Nervenzellen durchschlingen, indem sie sich über extrem lange und dünne Fortsätze mit anderen Gliomzellen verknüpfen.

Als Varun Venkataramani vor elf Jahren im Rahmen seiner medizinischen Doktorarbeit diese Fortsätze unter dem Elektronenmikroskop untersuchte, blieb sein Blick an einem Bildausschnitt hängen: „Was er darin sah, war nicht die Verknüpfung zweier Tumorzellen, sondern die Verbindung einer Tumorzelle mit einer Nervenzelle, über eine Struktur, die aussah wie eine Synapse, also eine klassische elektrochemische Verbindung zwischen zwei Nervenzellen.“ Dies erschien zunächst so unglaublich, dass er und seine Doktorväter ein Artefakt vermuteten. Venkataramani ließ jedoch nicht locker. „In beharrlicher Arbeit und mit außerordentlichem methodischen Geschick gelang es ihm in den folgenden Jahren, unterstützt von seinen Mitarbeitern und Mentoren, seine Beobachtung experimentell zu belegen und 2019 in eine Aufsehen erregende Publikation im Top-Journal Nature münden zu lassen.“

Er zeigte, dass Gliomzellen, die sich ausbreiten wollen, proaktiv synaptische Kontakte zu Nervenzellen herstellen. Sie imitieren dabei das Verhalten unreifer Nervenzellen während der Gehirnentwicklung. Über diese Synapsen greifen sie elektrische Impulse aus präsynaptischen Nervenfasern ab, wodurch ihre Teilung gefördert und ihre Ausbreitung beschleunigt wird. Die elektrischen Signale werden im synaptischen Spalt vor allem durch die Ausschüttung der Aminosäure Glutamat vermittelt. Dieser Botenstoff dockt an AMPA-Rezeptoren der Tumorzellen an, woraufhin Kalziumionen in die Zellen einströmen und einen elektrischen Strom auslösen. Diese Rezeptoren sind bei Überaktivierung auch in die Entstehung epileptischer Anfälle eingebunden.

Gentherapeutische Ansätze: Tumorzellen vom Stromnetz nehmen

Der selektive AMPA-Rezeptorblocker Perampanel ist seit 2012 für Epilepsien zugelassen und könnte die Übermittlung von Nervensignalen an Tumorzellen unterbrechen. Venkataramani und seine Kolleginnen und Kollegen treiben das „Repurposing“ dieses Medikamentes für die bisher nicht zugelassene Indikation Glioblastom zügig voran. Präklinisch haben sie dessen Wirksamkeit bereits festgestellt. Eine prospektive klinische Phase-II-Studie läuft aktuell.

Die Perampanel-Studie markiert für Venkataramani nur den Anfang der Entwicklung möglicher Gliom-Therapien. Jüngst hat seine Forschungsgruppe, in der Technologie- und Therapieentwicklung Hand in Hand gehen, den Machbarkeitsnachweis für ein gentherapeutisches Verfahren erbracht, das eines Tages für Diagnose und Therapie von Gliomen eingesetzt werden könnte. Dabei werden exklusiv Nervenzellen markiert, die über Synapsen mit Tumorzellen verbunden sind. Diese Nervenzellen werden auf einen programmierten Selbstmord (Apoptose) vorbereitet. Vollziehen sie ihn, verlieren die Tumorzellen die Verbindung, die für ihr Wachstum essenziell war: „Sie sind vom Stromnetz des Nervensystems genommen worden.“

Forschungsgebiet „Cancer Neuroscience“

Das Forschungsgebiet „Cancer Neuroscience“ gab es vor Venkataramis Entdeckung nicht. Er hat es mitbegründet und ist an dessen Entwicklung maßgeblich beteiligt. Seine vordringliche Aufgabe sieht er darin, „das Tumorkonnektom im Gehirn immer genauer zu entschlüsseln.“ Je weiter das Gebiet erschlossen wird, desto mehr zeigt sich, dass Interaktionen zwischen Nervensystem und Krebszellen auch in anderen Organen das Tumorwachstum fördern.

Dr. med. Dr. rer. nat. Varun Venkataramani studierte von 2009 bis 2016 Humanmedizin an der Universität Heidelberg. Dort wurde er für das strukturierte Doktorandenprogramm ausgewählt, das besonders begabten Studierenden eine Doppelpromotion ermöglicht. 2019 promovierte er zum Dr. med., ein Jahr später zum Dr. rer. nat. Seit 2022 leitet er eine 15-köpfige Forschungsgruppe an der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Heidelberg, wo er auch als Neurologe tätig ist.

Preisverleihung 2026 in der Frankfurter Paulskirche

Der Preis wird, zusammen mit dem Hauptpreis 2026, am 14. März 2026 um 17 Uhr vom Vorsitzenden des Stiftungsrates der Paul Ehrlich-Stiftung in der Frankfurter Paulskirche verliehen.

Quelle: Paul Ehrlich-Stiftung