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Strahlentherapie hilft, die Resistenz gegen Immuntherapie bei einigen Krebsarten zu überwinden
Zuletzt überprüft: 27.07.2025

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Durch die Aktivierung des Immunsystems macht die Strahlentherapie bestimmte Tumore, die gegen eine Immuntherapie resistent sind, für eine Behandlung anfällig, was zu positiven Ergebnissen für die Patienten führt. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Bloomberg-Kimmel Institute for Immune Oncology am Johns Hopkins Kimmel Cancer Center und des Netherlands Cancer Institute.
In einer in der Fachzeitschrift Nature Cancer veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler die Molekularbiologie des nicht-kleinzelligen Lungenkrebses detailliert untersucht, um herauszufinden, was im Laufe der Zeit auf zellulärer und molekularer Ebene passiert, wenn der Krebs entweder mit Strahlentherapie und anschließender Immuntherapie oder nur mit Immuntherapie behandelt wird.
Sie fanden heraus, dass Strahlentherapie in Kombination mit Immuntherapie eine systemische Antitumor-Immunreaktion bei Lungenkrebs auslöste, der normalerweise nicht auf Immuntherapie anspricht. Die Kombinationstherapie zeigte auch ein verbessertes klinisches Ansprechen bei Patienten, deren Tumoren Anzeichen einer Resistenz gegen die Immuntherapie zeigten.
Klinisch deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine Strahlentherapie bei einigen Patienten dazu beitragen kann, die Resistenz gegen eine Immuntherapie zu überwinden.
„Bei einer Untergruppe von Lungenkrebsarten, bei denen wir normalerweise keine therapeutische Reaktion erwarten, kann die Strahlentherapie besonders wirksam sein, um die primäre Resistenz gegen die Immuntherapie zu umgehen; dies kann auch für erworbene Resistenzen gelten“, sagte der leitende Studienautor Valsamo („Elsa“) Anagnostou, MD, PhD, Co-Direktor des Upper Aerial and Digestive Tract Tumors Program, Direktor des Thoracic Oncology Bioarchives, Leiter der Precision Oncology Analytics Group, Co-Direktor des Molecular Oncology Panel und Co-Direktor des Johns Hopkins University Center for Precision Medicine in Lung Cancer.
Wissenschaftler versuchen seit langem besser zu verstehen, warum manche Tumore gegen die Immuntherapie – eine Behandlungsstrategie, bei der das körpereigene Immunsystem zur Bekämpfung von Krebszellen eingesetzt wird – resistent werden, und wie sich diese Resistenz unterbrechen lässt.
Strahlentherapie wurde als eine Möglichkeit vorgeschlagen, durch ein einzigartiges Phänomen namens Abscopal-Effekt eine systemische Immunreaktion auszulösen.
Die Bestrahlung des primären Tumors tötet typischerweise Tumorzellen ab und setzt deren Bestandteile in die lokale Mikroumgebung frei. Manchmal erkennt das Immunsystem diese Bestandteile, „lernt“ den molekularen Fingerabdruck des Tumors und aktiviert dann Immunzellen im gesamten Körper, um Krebszellen in anderen Bereichen des Tumors anzugreifen, die nicht von der Strahlung betroffen waren, auch in Bereichen, die weit vom primären Tumor entfernt liegen.
Aufgrund dieses Effekts könnte die Strahlentherapie möglicherweise die Wirksamkeit der Immuntherapie gegen Krebs auch in nicht bestrahlten Bereichen verbessern. Über die Molekularbiologie des Abscopal-Effekts und darüber, wann und bei welchen Patienten er auftritt, ist jedoch wenig bekannt.
Um dieses Phänomen zu untersuchen, entnahmen Anagnostou und ihre Kollegen Proben von Lungenkrebspatienten zu verschiedenen Zeitpunkten während der Behandlung und von verschiedenen Stellen im Körper, nicht nur vom Primärtumor.
Sie arbeiteten mit Willemijn Thielen und Paul Baas vom Niederländischen Krebsinstitut zusammen, die eine klinische Studie der Phase II durchführten, in der die Wirkung einer Strahlentherapie mit anschließender Immuntherapie, insbesondere mit dem PD-1-Hemmer Pembrolizumab, untersucht wurde.
Mithilfe von Thielen und Baas analysierte Anagnostous Team 293 Blut- und Tumorproben von 72 Patienten, die zu Beginn und drei bis sechs Wochen nach Behandlungsbeginn entnommen wurden. Die Patienten der Kontrollgruppe erhielten ausschließlich eine Immuntherapie, während die Versuchsgruppe eine Strahlentherapie gefolgt von einer Immuntherapie erhielt.
Anschließend führte das Team Multi-Omics-Analysen an den Proben durch. Dabei kombinierten sie eine Reihe von „Omics“-Tools, darunter Genomik, Transkriptomik und verschiedene Zelltests, um genau zu charakterisieren, was mit dem Immunsystem systemisch und im lokalen Mikroumfeld von Tumoren geschah, die keiner direkten Strahlung ausgesetzt waren.
Das Team konzentrierte sich insbesondere auf immunologisch „kalte“ Tumoren – Tumoren, die typischerweise nicht auf eine Immuntherapie ansprechen. Diese Tumoren lassen sich anhand bestimmter Biomarker identifizieren: einer geringen Mutationslast, fehlender PD-L1-Proteinexpression oder dem Vorhandensein von Mutationen im Wnt-Signalweg.
Nach der Bestrahlung und Immuntherapie stellte das Team fest, dass die „kalten“ Tumoren, also jene, die weit vom Bestrahlungsort entfernt lagen, eine signifikante Umstrukturierung des Tumormikromilieus erfuhren. Anagnostou beschreibt dies als ein „Aufwärmen“ der Tumoren – einen Übergang von geringer oder fehlender Immunaktivität zu entzündeten Bereichen mit ausgeprägter Immunaktivität, einschließlich einer Ausbreitung neuer und bereits bestehender T-Zell-Populationen.
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie Strahlung die systemische Antitumor-Immunreaktion bei Lungenkrebs verstärken kann, die auf eine Immuntherapie allein wahrscheinlich nicht ansprechen würde“, sagte der leitende Studienautor Justin Huang, der die Multiomik-Analysen leitete.
„Unsere Arbeit unterstreicht den Wert der internationalen und interdisziplinären Zusammenarbeit bei der Übertragung von Erkenntnissen aus der Krebsbiologie auf die klinische Ebene.“ Huang wurde mit dem Paul Ehrlich-Forschungspreis 2025 ausgezeichnet, in Anerkennung der bahnbrechenden Entdeckungen junger Forscher und ihrer Betreuer an der Johns Hopkins University School of Medicine.
In Zusammenarbeit mit Dr. Kelly Smith, einer außerordentlichen Professorin für Onkologie am Kimmel Cancer Center und Forscherin am Bloomberg-Kimmel Institute for Immune Oncology, konzentrierte sich Anagnostous Team auf Patienten, die mit einer Kombination aus Strahlen- und Immuntherapie ein langfristiges Überleben erreicht hatten, und führte einen Funktionstest durch, um zu sehen, was die T-Zellen dieser Patienten im Körper taten.
In Zellkulturen bestätigten sie, dass die T-Zellen, die sich bei Patienten vermehrten, die Strahlen- und Immuntherapie erhielten, tatsächlich spezifische Neoantigene erkannten, die mit Mutationen in den Tumoren der Patienten in Zusammenhang standen.
Schließlich stellte das Team durch die Verfolgung der Patientenergebnisse in der klinischen Studie fest, dass Patienten mit immunologisch kalten Tumoren, die durch Strahlentherapie „aufgewärmt“ wurden, bessere Behandlungsergebnisse erzielten als diejenigen, die keine Strahlentherapie erhielten.
„Das war unglaublich spannend und hat den gesamten Prozess perfektioniert“, sagt Anagnostou. „Wir haben nicht nur den Abscopal-Effekt dokumentiert, sondern auch die Immunreaktion mit klinischen Ergebnissen bei Tumoren in Verbindung gebracht, bei denen man normalerweise nicht erwartet, dass sie auf eine Immuntherapie ansprechen.“
Anhand von Proben derselben Patientenkohorten arbeitet das Team nun daran, die Reaktion des Körpers auf die Immuntherapie durch den Nachweis zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA) im Blut zu kartieren. Die Arbeit wurde am 28. April auf der Jahrestagung der American Association for Cancer Research in Chicago vorgestellt.