Toptrænede celler opsporer hjernekræft

Hjernen indeholder milliarder af hjælpeceller, der sikrer, at dine nerveceller fungerer. Men hjælpecellerne kan udvikle sig til kræft. Nu er forskerne klar med et stærkt våben mod de syge celler.

Bag din kranieskal arbejder en enorm hær af nerveceller. Den består af 86 milliarder soldater – men den er ikke i overtal. Gemt mellem nervecellerne er en anden hær, som matcher dem i antal. En hær af forskellige celler, hvis lange tynde arme vikler sig rundt om nerveceller og blodkar: Hjernens støtteceller.

Støttecellerne kontrollerer hvilke stoffer, der får lov til at komme ind og ud af hjernen, de leverer energi til nervecellerne, de sikrer, at hjernen kan sende signaler, de styrer nervecellernes aktivitet, og de beskytter hjernen mod virus og bakterier. De er fuldstændigt uundværlige. Men de kan vende sig mod dig.

Omkring syv ud af 100.000 mennesker bliver hvert år ramt af ondartet hjernekræft, og hjernens støtteceller står formentligt bag 80 procent af tilfældene.

Kræft

241.037 mennesker døde i 2018 af hjernekræft på verdensplan.

© Hellerhoff

Mutationer forvandler de vigtige celler til kræftceller, og lægerne mangler i dag effektive våben, der kan slå kræften ned. Under ti procent af patienterne lever mere end fem år efter diagnosen.

Men en ny behandling er netop nu ved at blive testet på mennesker. Her sender forskerne en flok toptrænede immunceller ind i patienten. Og de første resultater ser lovende ud: Den målsøgende eliteenhed opsøger hjernesvulsten og går til angreb på kræftcellerne.

Barriere bremser medicin

Hjernens støtteceller omfatter en række forskellige celletyper, heriblandt immunceller, kaldet mikroglia, såkaldte oligodendrocytter, der fungerer som isolering for hjernens elektriske kredsløb, og astrocytter, som nøje styrer hvilke stoffer, nervecellerne har adgang til.

Desuden indeholder hjernen forskellige typer stamceller, som konstant leverer nye støtteceller.

Stjerneceller styrer hjernen

De beskytter, de skaffer næring, og de rydder op. Stjerneformede celler kaldet astrocytter er uundværlige for din hjernes aktivitet.

  • Cellearme vogter hjernens indgang

    Astrocytterne regulerer mængden af blod i hjernens blodkar og er med til at styre, hvilke stoffer der passerer fra blodet ind til hjernecellerne.

  • Energidepot fodrer nerverne

    Astrocytterne lagrer glukose og kan omdanne det til laktat. Når hjernen mangler energi, frigiver astrocytterne laktat, og nervecellerne bruger det som brændstof.

  • Støvsuger rydder op i hjernen

    Nervecellerne frigiver signalstoffer og ioner, når de sender signaler. For at sikre, at de kan blive ved med det, rydder astrocytterne konstant op i hjernen.

Mutationer i stamceller eller astrocytter er de mest udbredte årsager til aggressiv hjernekræft.

Mutationerne får cellerne til at gro ude af kontrol, indtil de ødelægger vævet omkring dem – og resultatet er i langt de fleste tilfælde døden. Patienter med hjernekræft er generelt dårligere stillet end andre kræftpatienter. Dels fordi det er svært at operere i hjernen uden at skade rask væv eller beskadige vigtige blodkar. Dels fordi hjernen har et forsvarsværk, den såkaldte blodhjernebarriere, der holder mange lægemidler ude.

Patienter med den mest ondartede type hjernekræft, glioblastom, lever i gennemsnit 15 måneder efter diagnosen.

Barrieren omslutter hjernens blodkar og består af tætsiddende celler, der kun lader udvalgte stoffer passere fra blodet ind til hjernecellerne. Især vandopløselige stoffer, som fx salte, har svært ved at komme forbi blodhjernebarrieren, mens fedtopløselige stoffer, såsom ilt, kan passere forholdsvis let.

Barrierens formål er at sikre de bedste betingelser for hjernens celler, men den er samtidig grunden til, at 95 procent af de lægemidler, som bliver testet i kampen mod hjernens sygdomme, dumper.

Hjernekræftens udfordringer er dog ikke umulige at overkomme. Forskerne er nu i fuld gang med at afprøve en ny behandling, som aktivt søger forbi hjernens barriere og går til angreb på kræftcellerne uden at gøre skade på det raske væv.

Forskere træner immunceller

Lægerne har i dag tre våben mod hjernekræft. Det første er kirurgi, som især bliver brugt, hvis sygdommen opdages tidligt. Fordi kirurgerne er nødt til at være ekstremt forsigtige, når de opererer, kan det være svært at få fjernet alle kræftcellerne.

Derfor bliver kirurgien ofte suppleret af to andre våben: Stråling og kemoterapi, som har til formål at dræbe de tilbageværende kræftceller. Desværre er ingen af behandlingerne særligt effektive, og kun cirka fire procent af patienter med den mest agressive type hjernekræft, glioblastoma, lever mere end fem år efter, de har fået diagnosen.

Muterede proteiner giver kræft

Fejl i dna’et skaber nye proteiner. Og de nye proteiner kan forvandle hjernens støtteceller til kræftceller, der invaderer og ødelægger hjernen.

Fejl ændrer cellens dna

Cellen indeholder proteiner, der forhindrer kræft. De sikrer fx, at der ikke opstår fejl i dna’et kaldet mutationer, når cellen deler sig. Med tiden kan mutationer dog alligevel hobe sig op i nogle celler. Resultatet
er, at vigtige gener bliver ændret eller slået ud af kraft.

Proteiner skaber kræftcelle

Cellens gener koder for proteiner, og mutationerne forårsager derfor ændringer i cellens proteiner. Det kan betyde, at proteiner, som tidligere sørgede for at forhindre kræft, nu er inaktive, eller at der dannes nye proteiner, som fx ændrer cellens form eller får den til at dele sig voldsomt.

Svulst ødelægger hjernen

Cellen er nu en kræftcelle, og den begynder at dele sig hurtigt og danne en svulst. Svulsten skubber til det omkringliggende væv og ødelægger dets funktion – nogle gange med døden til følge.

Derfor er kræftforskere over alt i verden nu ved at udvikle et fjerde våben til lægerne: immunterapi. Immunterapi benytter sig af immunceller til at slå kræften ihjel, og en variant af behandlingsformen resulterede i 2018 i en nobelpris til dens opfindere.

Forskerne kan fx sprøjte stoffer ind i patienten for at aktivere immuncellerne, eller de kan tage immunceller ud af patienten og træne dem til at genkende bestemte proteiner på kræftcellernes overflade. Immuncellerne er selv i stand til at opsøge og dræbe svulsten – og de skåner raskt væv på vejen. Metoden har vist sig at være effektiv, og flere typer immunterapi er allerede blevet godkendt.

Immunsystemets såkaldte T-dræberceller (rød) kan opspore og dræbe kræftceller (blå).

© Alex T. Ritter et al. 2015

Problemet er, at behandlingen sjældent slår alle kræftcellerne ned, og efter nogen tid vil kræften derfor vokse frem igen. En mulig forklaring er, at immuncellerne hidtil er blevet trænet til at genkende nogle få proteiner på kræftcellerne. Cellerne i en svulst er meget forskelligartede, og derfor vil der ofte være nogle enkelte kræftceller, der ikke har de proteiner, som immuncellerne er trænet til at genkende. Disse celler overlever og kan så begynde at danne en ny kræftsvulst.

En ny type immunterapi udviklet af en gruppe danske forskere, heriblandt lægen Walter Fischer, er måske på vej til at løse problemet. Her træner forskerne immunceller fra patienten til at genkende en lang række proteiner på kræftcellerne. På den måde er sandsynligheden langt mindre for, at nogle kræftceller går fri af angrebet. Og behandlingen har allerede vist lovende resultater i forsøg med mennesker.

Kræftsvulster skrumper

25 patienter meldte sig til at prøve Fischer og kollegers nye immunterapi. Ingen tidligere behandlinger havde slået deres hjernekræft effektivt ned, og de havde kun få måneder tilbage at leve i. Fischers forsøg var et såkaldt fase 1-forsøg, hvis primære formål er at undersøge bivirkninger, og behandlingen omfattede tre indsprøjtninger med immunceller hen over fem måneder.

Desværre overlevede kun ti af patienterne længe nok til at gennemføre hele det planlagte forløb. Syv af dem fortsatte efterfølgende behandlingen og modtog flere indsprøjtninger. Kræftsvulsten hos den ene af patienterne holdt op med at vokse, og i tre andre patienter begyndte svulsten at skrumpe kraftigt.

Kræft
© Alexei F. Kirkin et al./Nature

Store forbedringer hos patienter med fremskreden hjernekræft er sjældne, og fase 1-forsøget viser, at den nye immunterapi tilsyneladende opnår målet uden væsentlige bivirkninger. Forsøget beviser langtfra, at behandlingen er mere effektiv end tidligere behandlinger – det kræver et større forsøg – men Walter Fischer er optimistisk. Han så, hvordan en ældre kvinde, lammet af kræften, endte med at rejse sig fra kørestolen.

Undersøgelser af hendes hjerne viste, at hun halvandet år efter den første indsprøjtning var fuldstændig fri for kræftceller.

Desværre døde hun senere af en hjertesygdom. En ældre mand gik fra at have en enorm kræftsvulst i hjernen til en markant mindre en. Han blev i stand til at spille musik i sit orkester igen. Efter nogle år voksede hans svulst dog tilbage og tog hans liv.

Trænede immunceller skal redde hjernen

Lægen Walter Fischer og hans kolleger har sammensat et banebrydende træningsprogram, der lærer immunsystemets dræbere at opsnuse kræftceller dybt inde i hjernen.

Forskerne tænder for gener

Forskerne udtager såkaldte T-hjælperceller fra patienten. T-hjælpercellerne har ligesom andre raske celler blokeret de gener, som koder for proteiner kaldet CT-antigener. Blokeringen foregår via metylgrupper på dna’et, men forskerne tilsætter nu stoffet 5-aza-CdR, der fjerner metylgrupperne.

Celler efterligner kræftceller

Generne for CT-antigener er nu låst op, og T-hjælpercellerne begynder at fremstille antigenerne. Antigenerne havner blandt andet på cellernes overflade. Andre raske celler har ikke disse antigener på overfladen, men det har kræftceller – T-hjælpercellerne ligner nu kræftceller.

Hjælperceller træner dræberceller

Forskerne tilsætter blod fra patienten til T-hjælper-cellerne. Nogle af blodets såkaldte T-dræberceller er i stand til at binde til CT-antigenerne, og når det sker, begynder dræbercellerne at dele sig. Til sidst er der en stor gruppe dræberceller, der kan genkende antigenerne.

Dræberceller angriber svulsten

T-dræbercellerne sprøjtes ind i patientens blod. De cirkulerer i blodet og hober sig op ved kræftsvulsten, fordi de genkender antigenerne på dens overflade. Efter at dræbercellerne har bundet sig til svulsten, begynder de at udskille giftige stoffer, som slår kræftcellerne ihjel.

Håbet er nu, at behandlingen vil virke endnu bedre på patienter, hvis kræft ikke er helt så fremskreden. Derfor er Fischer og hans kolleger nu i gang med et fase 2-forsøg, som skal teste immunterapiens virkning i 40 glioblastompatienter, som er på et forholdsvis tidligt stadie i deres sygdomsforløb. Samtidig med immunterapien modtager patienterne også en standardbehandling bestående af stråling og kemoterapi. For at være sikker på, at eventuelle forbedringer hos patienter skyldes immuncellerne, har forskerne desuden inkluderet en kontrolgruppe på 20 patienter, der kun modtager standardbehandlingen.

Mange forskere er endnu skeptiske over for den nye immunterapi, og resultaterne fra fase 2-forsøget afventes med spænding af alle parter. Fischer og hans kolleger har dog allerede indset, at deres behandling kan
have svagheder. De mener, at manglen på effekt hos nogle patienter i fase 1-forsøget kan skyldes, at kræften går til modangreb på immuncellerne. Fænomenet er en udfordring for alle typer immunterapi – men en ny opdagelse leverer måske en løsning.

Genændring hjælper immunceller

Hjernekræft får immunsystemets dræberceller til at gemme sig i knoglemarven. En ny undersøgelse udført af amerikanske og japanske forskere har afsløret, at patienter med fremskreden glioblastom har meget
få af immunsystemets såkaldte T-celler i blodet. Til gengæld hober T-cellerne sig op i patienternes knoglemarv – resultatet er, at de ikke kan bekæmpe kræften. Forsøg i mus viste også, at indsprøjtning af nye friske T-celler ikke løser problemet. Efter 24 timer havnede de også i knoglemarven. Dermed er problemet i høj grad relevant for Fischers immunterapi og lignende behandlinger.

Kræft
© Shutterstock

Årsagen til det defekte immunforsvar er, at svulsten tvinger T-cellerne til at fjerne en bestemt receptor kaldet S1P1 fra deres overflade. S1P1 hjælper normalt T-cellerne med at finde vej fra lymfesystemet ud i blodet, og uden den sidder de fast i knoglemarven. For at løse problemet skabte forskerne genmodificerede T-celler, som ikke var i stand til at fjerne S1P1 fra overfladen.

Når cellerne blev sprøjtet ind i kræftsyge mus, blev de i blodet i stedet for at gemme sig. Andre typer genmodificerede T-celler er allerede taget i brug i kampen mod kræft, så det er ikke usandsynligt, at vi i fremtiden vil se behandlinger mod hjernekræft, der kombinerer genredigering af S1P1 med Fischer og kollegernes toptrænede immunceller.

Video: Gensplejsede immunceller bruges allerede i dag

Lees ook:

intelligentie
Intelligentie

Wat is intelligentie?

5 minuten
Hersenen

Stroom in hersengebied laat mensen met depressie zich beter voelen

1 minuut
Hersenen

Minihersenen moeten alzheimer genezen

2 minuten
Meest populair

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!