Tumorzellen per Computersimulationen auf der Spur

Mit Hilfe mathematischer Modelle und von Computersimulationen haben Wissenschaftler der eine neue Perspektive auf den Invasionsmechanismus bösartiger Tumore gewonnen. (Grafik: Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden)

In der Krebstherapie ist das Verhindern der Tumorausbreitung eine der größten Herausforderungen. Dresdner und Heidelberger Wissenschaftler haben jetzt Hilfe von mathematischen Modellen und Computersimulationen die Anpassungsfähigkeit von Krebszellen als möglichen Schlüsselfaktor identifiziert.

In der Krebstherapie ist das Verhindern der Tumorausbreitung eine der größten Herausforderungen. Tumorzellen sind in der Lage, ihre Mikroumgebung physikalisch-chemisch zu verändern und ihr Bewegungsverhalten den neuen Bedingungen anzupassen. Hier setzten die Forscher an der Technischen Universität Dresden, der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW Dresden) und des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung in Heidelberg an: Mit einem mathematischen Modell untersuchten sie, wie sich unterschiedlich komplexe Umgebungen auf die Ausbreitung des Tumors auswirken. Dabei identifizierten sie die Anpassungsfähigkeit der Krebszellen als möglichen Schlüsselfaktor. Allerdings ist diese Anpassungsfähigkeit nicht generell von Vorteil für den Tumor, da er sie vor allem in komplex gestalteten Umgebungen ausspielen kann. Je einfacher die Umgebung, desto schlechter können sich die Krebszellen ausbreiten. Das bedeutet auch: In-vitro-Experimente, die außerhalb des Organismus die Invasionsmechanismen von Krebszellen untersuchen, sollten die tatsächlichen komplexen Mikrobedingungen simulieren.

Mit ihren Erkenntnissen haben die Wissenschaftler zwar noch keine neue Therapie entwickelt. Sie haben jedoch einen vielversprechenden theoretischen Ansatz für weitere Forschungen, die auf die Unterdrückung Anpassungsfähigkeit von Krebszellen zielen.

Die Forschungen wurden von einem Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Prof. Andreas Deutsch (TU Dresden, Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH), Abteilung Innovative Methoden des Computing) und Prof. Anja Voß-Böhme (HTW Dresden, Fakultät Informatik/Mathematik) gemeinsam mit Dr. Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam (MPI für Medizinische Forschung, Heidelberg) durchgeführt. Ende August werden die Ergebnisse im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlicht. Der komplette Artikel ist steht online zur Verfügung.