Primäre maligne Gliome, einschließlich GBMs, sind verheerende Tumore mit einer mittleren Überlebensrate von 12 bis 15 Monaten, die für GBM-Patienten berichtet werden. Die aktuelle Therapie beruht auf einer großen Tumormassenresektion und Chemotherapie in Verbindung mit einer Strahlentherapie, die die Überlebensrate nur um wenige Monate verlängert. Therapeutische Misserfolge sind eng mit einer schlechten Medikamentenabgabe über die Blut-Hirn-Schranke (BBB) und mit invasivem Wachstum in perivaskulären Räumen, Hirnhäuten und entlang der WMTs1verbunden. Perivaskuläre Invasion, auch vaskuläre Co-Option genannt, ist ein gut untersuchter Prozess, und die molekularen Mechanismen beginnen aufgeklärt zu werden; Der Prozess der GBM-Zellinvasion entlang von WMTs ist jedoch nicht gut verstanden. Tumorzellen wandern entlang der Scherer-Sekundärstrukturen in das gesunde Gehirn2. Tatsächlich beschrieb Hans-Joachim Scherer vor fast einem Jahrhundert die invasiven Wege des GBM, die heute als perineuronale Satellitose, perivaskuläre Satellitose, subpiale Ausbreitung und Invasion entlang des WMT bezeichnet werden (Abbildung 1A).
Einige Chemokine und ihre Rezeptoren, wie stromalzellabgeleiteter Faktor-1α (SDF1α) und C-X-C-Motiv-Chemokinrezeptor 4 (CXCR4), aber nicht vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF), scheinen an der WMT-Invasion beteiligt zu sein3. In jüngerer Zeit hat sich gezeigt, dass eine transzelluläre NOTCH1-SOX2-Achse ein wichtiger Weg bei der WMT-Invasion von GBM-Zellenist 4. Die Autoren beschrieben, wie GBM-Stammzellen in das Gehirnparenchym an teilweise nicht myelinisierten Neuronen eindringen, was auf die Zerstörung von Myelinscheiden durch GBM-Zellen hindeutet. Ein Meilenstein wurde 2019 erreicht, als drei Artikel in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden, die die Rolle der elektrischen Aktivität bei der Gliomentwicklung unterstreichen5,6. Bahnbrechende Arbeiten von Monje und Mitarbeitern beleuchten die zentrale Rolle der elektrischen Aktivität bei der Sekretion von Neuroligin-3, das die Gliomentwicklung fördert.
Winkler und Mitarbeiter beschrieben Verbindungen zwischen GBM-Zellen (Mikroröhrchen), die in invasiven Schritten entscheidend sind, und in letzter Zeit Interaktionen zwischen GBM-Zellen und Neuronen über neu beschriebene Neurogliom-Synapsen. Diese Strukturen begünstigen die glutamaterge Stimulation von α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure (AMPA) -Rezeptoren an der GBM-Zellmembran, die die Tumorentwicklung und -invasion fördern. Die Invasion von Tumorzellen ist ein zentraler Prozess bei der Verbreitung von Metastasen oder entfernten sekundären Herden, wie sie bei GBM-Patienten beobachtet wird. Es wurde festgestellt, dass mehrere Faktoren bei der GBM-Invasion wichtig sind, wie Thrombospondin-1, ein transformierender Wachstumsfaktor beta (TGFβ-reguliertes matrizelluläres Protein oder der Chemokinrezeptor CXCR3)7,8.
Hier wurde ein vereinfachtes biomimetisches Modell zur Untersuchung der GBM-Invasion beschrieben, bei dem Neuronen auf Spuren von Laminin gemustert und GBM-Zellen darauf gesät werden, als Einzelzellen oder als Sphäroide (Abbildung 1B). Die beiden experimentellen Einstellungen zielen darauf ab, die Invasion auf Neuronen zu rekapitulieren, die in GBM9,10,11beobachtet wird. Solche Modelle wurden in der Vergangenheit als ausgerichtete Nanofaser-Biomaterialien (Core-Shell-Elektrospinning) entwickelt, die es ermöglichen, die Zellmigration durch Modulation mechanischer oder chemischer Eigenschaften zu untersuchen12. Das in diesem Artikel beschriebene Co-Kulturmodell ermöglicht ein besseres Verständnis dafür, wie GBM-Zellen auf Neuronen entweichen, indem neue molekulare Wege definiert werden, die an diesem Prozess beteiligt sind.