4 Young Scientists and an Important Topic: Climate Change

Pope Francis’ second encyclica ‘Laudato si’ (Italian for “Praise be to you”) is currently being discussed around the globe. Whereas the scientific community largely agrees that climate change is caused by human civilisation, there are still some deniers out there. In terms of its contents, the encyclica isn’t that revolutionary: its subtitle is “On the care for our common home”, and it states that the behaviour of humankind could be interpreted as suicidal from a distance, and that climate change is one of the most pressing problems we face.

But it’s remarkable that Pope Francis considers this topic so important that he is using his tremendous influence to promote it, thus becoming quite political himself. The reactions were accordingly: before, when countless lobbyists visited him, and after, when his newest encyclica was discussed all around the world – showing that his effort has a positive effect for the right cause. Some politicians were almost to quick to join in, showing the general public only one thing: that everything that’s being done is obviously not enough.

The young scientists aren’t waiting for politicians to act, they’re right in the middle – not only of this topic, but already searching for solutions.

 

Noel Baker, Foto: privat

Noel Baker

For Noel Baker (29), USA, the topics sustainability and alternative energy sources were so important that she chose engineering for her career, to be able to help with practical solutions. She now has a PhD in Mechanical Engineering and is working at NASA’s Langley Research Center in Hampton, Virginia. She is currently compiling preciser climate change projections:

„My research intention is to reduce these uncertainties by using NASA satellite data and other climate observations to evaluate the quality of climate models, then create improved climate projections to help communities better plan for the future.“

Noel Baker faces these problems right on her own doorstep, “… in communities such as mine—near NASA Langley in Hampton, Virginia— where sinking land and rising sea levels combined with vulnerable coastal infrastructure have created a dire situation.” She hopes to discuss some of these topics at the Lindau Nobel Laureate Meeting, for instance with Steven Chu, who gave the lecture “The Energy and Climate Change Challenges and Opportunities” at the 2013 meeting.

 

Benjamin Wirth_Artikelbild

Benjamin Wirth

Benjamin Wirth (28), from Germany, is working at the Leibniz Institute for Agricultural Engineering in Potsdam near Berlin. His specialities are sustainable energy sources and waste water technologies. “My research focuses on a newly re-discovered technique turning biomass and highly wet residual streams into valuable renewable carbon for soil and energy called hydrothermal carbonization.” Wirth, who has a Masters in Science, also thinks that the most pressing challenge is the reduction of carbon dioxide in the atmosphere to slow down global warming.

“Our soil carbon is diminishing and global warming is reality. So it is enormously important to develop techniques that can save on fossil fuel and maybe produce valuable carbon for different use – soil, energy, materials, or maybe even combined!”

Benjamin Wirth is looking forward to interdisciplinary discussions on these topics, and to networking for future projects.

Both young scientists are typical representatives of the majority of the young scientists at the 65th Lindau Nobel Laureate Meeting: the majority in a non-representative survey states that the most pressing problems are climate change and environment protection, followed by peace, energy supply and poverty reduction, according to a survey. Although these topics are partly overlapping, there is still a discernible trend.

 

Mallory Ladd, Foto: privat

Mallory Ladd

Mallory Ladd (27), also from the US, works at the Oak Ridge National Laboratory at the University of Tennessee and explains how the Arctic is a dramatic example of the consequences of global warming: the Artic heats up twice as fast as the rest of the globe. In her PhD thesis, she analyses the quantitative and qualitative variations of nitrogen in Alaskan ice. “More specifically, my goal is to develop a sensitive and robust high performance mass spectrometry workflow that will characterize how low molecular weight soil organic nitrogen compounds (amino acids, amino sugars, etc.) vary across a landscape gradient, at different depths, and warming conditions.” Mallory Ladd would like to talk to Steven Chu about his time as U.S. Secretary of Energy and about his ideas on renewable energy sources. She says about climate change:

“We can’t afford to pretend that our changing climate isn’t already or won’t at some point impact every aspect of every life on this planet. Science needs a spot at the policy table, and needs to be given the opportunity to be heard.”

 

Serge Alain Fobofou Tanemossu, Foto: Falling Walls Konferenz Berlin

Serge Alain Fobofou Tanemossu, Foto: Falling Walls Conference, Berlin/Germany

Serge Alain Fobofou Tanemossu (28), a chemist born in Cameroon, will be a panelist in Kurt Wüthrich’s Master Class (NMR Spectroscopy and Magnetic Resonance Imaging, from Physics to Medical Diagnosis). He is working at the Leibniz Institute of Plant Biochemistry in Halle, Germany, and is searching for plant-derived active agents for future drugs. “The ultimate goal of my research is to discover new bioactive compounds against HIV, cancer, helminths, and Alzheimer’s diseases from medicinal plants.” Fobofou Tanemossu is looking forward to networking in the science community in Lindau. He thinks that global warming and the various present-day wars are the greatest problems of our times. “It will be the responsibility of scientist to make breakthrough in human and environmental friendly topic (food, new energy, etc).” And Serge Alain Fobofou Tanemossu has a political message as well:

“(…) our leaders should direct all efforts towards the respect of our environment and well-being.“

Pope Francis says that we need a new, worldwide solidarity to solve our most pressing problems. Noel Baker directs a similar plea towards the scientific community, “…that scientists are representatives of the whole world, not just their home country, and together we strive to benefit all of mankind.“

 

Steven Chu bei der 64. Lindauer Nobelpreisträgertagung, Foto: Ch. Flemming/Lindau Nobel Laureate Meeting

Steven Chu holding his lecture at the 64th Lindau Nobel Laureate Meeting. Photo: Ch. Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Steven Chu’s 2015 lecture at the 65th Lindau Nobel Laureate Meeting will be “A Random Walk in Science”. There will also be a Science Breakfast with Chu, “Feeding the 9.6 Billion”, presented by Adam Smith, Chief Scientific Officer of Nobel Media AB, Sweden.


Slider image: United nations Photo (CC BY-NC-ND 2.0)

 

4 Young Scientists und ein großes Thema: Klimawandel

Die Enzyklika „Laudato Si“ von Papst Franziskus schlägt Wellen. Was für die wissenschaftliche Community längst gesetzte Fakten sind – die von uns Menschen gemachte Erderwärmung und ihre Folgen – wurde und wird immer noch von verschiedener Seite geleugnet. Die Verlautbarungen des Papstes sind nicht an und für sich revolutionär: Man müsse das gemeinsame Haus bewahren, unser Verhalten könne von außen betrachtet selbstmörderisch wirken und der Klimawandel sei eine der wichtigsten aktuellen Herausforderungen an die Menschheit. Bemerkenswert in der Außenwirkung ist, dass der Papst diese Probleme so ernst nimmt, dass er dafür seine Autorität und sein Amt in die Waagschale wirft. Sowohl die Aktivitäten im Vorfeld, als er von Lobbyisten aller Seiten Besuch erhielt, als auch die Reaktionen nach Verkündigung der Enzyklika zeigen, dass sein Einsatz Symbolwert hat und der Sache dienlich ist. Eilige Versicherungen einiger PolitikerInnen überzeugen die ZuschauerInnen nur noch mehr davon: Die bisherigen Schritte sind zu klein, die Absichten zu halbherzig.

 

Die Young Scientists warten nicht auf die Politik, sie sind bereits mittendrin – im Thema und an der Erforschung und Lösung der Probleme.

 

Noel Baker, Foto: privat

Noel Baker, Foto: privat

Im Fall von Noel Baker (29), Ph.D. in Mechanical Engineering aus den USA, die am NASA Langley Research Center (Hampton, Virginia) arbeitet, führte das Engagement für Nachhaltigkeit und alternative Energieträger soweit, dass sie sich für eine Ingenieursausbildung entschied, um als Expertin an der Lösung der aktuellen Probleme mitwirken zu können. Ihr momentanes Forschungsgebiet ist die möglichst präzise Vorhersage über die zukünftige Klimaentwicklung.

„Mit meiner Forschung möchte ich die Ungenauigkeit solcher Vorhersagen reduzieren. Anhand von Satellitendaten der NASA und weiteren Klimamessungen kann ich dann die Qualität von Klimamodellen beurteilen. Auf dieser Grundlage werde ich hoffentlich verbesserte Prognosen abgeben können, die wiederum den betroffenen Regionen mehr Planungssicherheit geben sollen.“

Noel Baker hat die Probleme in ihrer Heimat direkt vor Augen. „Zum Beispiel die Region, in der ich wohne, in der Nähe des Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia: Der steigende Meeresspiegel, in Kombination mit absackenden Böden und einer weitgehend ungesicherten Küste, haben dort bereits zu einer sehr kritischen Situation geführt.“ Sie hofft auf interessanten Austausch zum Thema, beispielsweise bei einem Gespräch mit Steven Chu, der auf der Lindauer Nobelpreisträgertagung 2013 eine Lecture zum Thema „The Energy and Climate Change, Challenges and Opportunities“ gab.

Benjamin Wirth (28), Master of Science aus Deutschland, arbeitet am Leibniz Institute for Agricultural Engineering Potsdam im Bereich Erneuerbare Energien und Abwasser-Technologien: „In meiner Forschung konzentriere ich mich auf eine alte, neu entdeckte Technik, um aus Biomasse und nassen Biomasseabfällen hochwertigen Kohlenstoff sowohl für die Ackerböden als auch für die Energiegewinnung zu erzeugen. Dieses Verfahren nennt man ‘hydrothermale Karbonisierung’, das bedeutet soviel wie ‘wässrige Verkohlung bei erhöhter Temperatur’.“

 

Benjamin Wirth_Artikelbild

Benjamin Wirth, Foto: privat

Auch Wirth sieht es als dringlichste Erfordernis, den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu verringern und die Erderwärmung zu bremsen:

“Die globale Erwärmung ist eine Realität, gleichzeitig nimmt der Kohlenstoffgehalt in den Böden ab. Deshalb ist es unverzichtbar, dass wir einerseits fossile Brennstoffe einsparen und andererseits wertvollen Kohlenstoff auf anderem Wege herstellen – für die Ackerböden, zur Energiegewinnung, für neuartige Materialien, oder alles gleichzeitig.“

Benjamin Wirth freut sich auf den interdisziplinären Austausch und die Gelegenheit, Beziehungen für zukünftige gemeinsame Forschungsprojekte zu knüpfen.

Beide Young Scientists liegen mit ihren Anliegen und den Zielen ihrer Forschung übrigens durchaus im Trend. In einer nicht repräsentativen Umfrage gab eine Mehrheit der an der 65. Lindauer Nobelpreisträgertagung teilnehmenden Young Scientists an, das vordringlichste Problem, das die Wissenschaftscommunity angehen sollte, wären Klimawandel und Umweltschutz, gefolgt von Frieden, Energieversorgung und Armutsbekämpfung. Auch wenn es von Haus aus schwierig ist, diese Themen sinnvoll voneinander abzugrenzen, wird der Schwerpunkt deutlich.

 

Mallory Ladd, Foto: privat

Mallory Ladd, Foto: privat

Mallory Ladd (27), Chemikerin aus den USA, arbeitet am Oak Ridge National Laboratory, University of Tennessee, und erklärt, dass die Arktis ein dramatisches Beispiel für die Folgen der Erderwärmung ist – hier ist die Erwärmungsrate zweimal so hoch wie im globalen Mittel. Ihre Doktorarbeit befasst sich mit der Veränderung des quantitativen und qualitativen Anteils von Stickstoff im arktischen Alaska. “Mein Ziel ist, ein genaues und gleichzeitig wenig fehleranfälliges Verfahren der Massenspektrometrie zu entwickeln, mit dem man die leichtgewichtigen Bodenbestandteile bestimmen kann, meist Stickstoffverbindungen wie Aminosäuren, Aminozucker und so weiter, und ihre Varianz über verschiedene Klimazonen hinweg beschreiben kann.“ Mallory Ladd möchte sich gerne mit Dr. Steven Chu über seine Zeit als U.S. Secretary of Energy und seine Gedanken über erneuerbare Energien unterhalten. Sie selbst sagt über den Klimawandel:

“Wir können es uns nicht mehr leisten so zu tun, als würde der Klimawandel uns alle nicht früher oder später ganz direkt und persönlich betreffen, und zwar in praktisch jedem Lebensbereich. Deshalb sollte die Wissenschaft immer mit am Verhandlungstisch sitzen, wenn es um solche Themen geht, und man sollte ihr zuhören.“

Serge Alain Fobofou Tanemossu, Foto: Falling Walls Konferenz Berlin

Serge Alain Fobofou Tanemossu, Foto: Falling Walls Konferenz Berlin

Der Young Scientist Serge Alain Fobofou Tanemossu (28), Chemiker und gebürtig aus Kamerun, wird während der Lindauer Tagung als Podiumsgast an einer Master-Class von Kurt Wüthrich teilnehmen (NMR Spectroscopy and Magnetic Resonance Imaging – from Physics to Medical Diagnosis). Er arbeitet am Leibniz Institute of Plant Biochemistry, Halle (Saale) und forscht nach Stoffen in der Natur, die für die Herstellung von Medikamenten genutzt werden können: „In meiner Forschung suche ich nach pflanzlichen Wirkstoffen gegen HIV, Krebs, parasitäre Wurmerkrankungen und Alzheimer.” Fobofou Tanemossu freut sich aufs Netzwerken innerhalb der wissenschaftlichen Community in Lindau. Seiner Meinung nach sind die Erderwärmung und die an vielen Orten geführten Kriege die größten Probleme unserer Zeit.

 

 

“Es ist Aufgabe der Wissenschaftler, umweltfreundliche Lösungen für Themen wie Energiegewinnung und Ernährung zu finden.“

Und auch Serge Alain Fobofou Tanemossu hat eine politische Botschaft: „Die Politiker sollten sich darauf konzentrieren, dass unsere Umwelt erhalten bleibt und damit auch das Wohlergehen der Menschen.“

Papst Franziskus sagt, wir brauchen eine neue weltweite Solidarität, um unsere Probleme zu lösen. Young Scientist Noel Baker drückt es für die Wissenschaftlergemeinschaft so aus: „Wissenschaftler sollten sich als Vertreter der ganzen Menschheit sehen, nicht nur ihres Heimatlandes. Gemeinsam sollten wir dann versuchen, das Leben aller Menschen auf diesem Planeten zu verbessern.“

 

Steven Chu bei der 64. Lindauer Nobelpreisträgertagung, Foto: Ch. Flemming/Lindau Nobel Laureate Meeting

Steven Chu bei der 64. Lindauer Nobelpreisträgertagung, Foto: Ch. Flemming/Lindau Nobel Laureate Meeting

Lecture Steven Chus bei der kommenden 65. Lindauer Nobelpreisträgertagung: „A Random Walk in Science“; Science Breakfast mit Steven Chu und anderen: „Feeding the 9.6 billion“ unter Moderation von Adam Smith, Chief Scientific Officer bei Nobel Media AB, Sweden.


Slider-Foto: Asian Development Bank (CC BY-NC-ND 2.0)

Digging for the Roots: Cancer Stem Cells

Weed is a phenomenon that has annoyed many gardeners. Fortunately, there is a pretty straightforward way to get rid of it: “You can keep cutting the leaves off the weed, but the weed will regrow. But if you cut the tap roots, the leaves will wither away.” This is the ever so perspicuous advice given to us by John Dick, Senior Scientist at the University of Toronto, and one could not be blamed for, at first glance, finding it to be of an apparently trivial nature.

But John Dick’s interests do not lie in gardening, and his advice is, in fact, not at all about getting rid of weed. Instead, it is a comment of far greater usefulness: about getting rid of cancer, a disease that we are, in most instances, to this day not able to cure. But what are cancers equivalents of a plant’s roots? They may well be a group of cells termed ‘cancer stem cells’, and great hopes have been set into treating cancer by targeting them. Since hope and hype often lie closely together, let us examine what this is all about…

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Schem showing the difference between conventional cancer therapy and cancer stem cell specific therapy Picture: Public Domain

The cancer stem cell hypothesis proposes that not all tumor cells have equal capacities. Rather, each tumor contains a small subset of cells with stem cell-like capacities that are responsible for initiating and sustaining tumor growth, while the bulk of the tumor cells lacks this ability. Importantly, they are also thought of as the culprits for cancer relapse, which can occur many years after the initial tumor has been treated. In fact, it is thought that common chemotherapies, targeting the fast-dividing cells, leave the relatively slow-dividing tumor stem cells unharmed and thus pave the way for an eventual relapse. Moreover, cancer stem cells also have been shown to exhibit a higher resistance to radiation treatment as well as a higher invasiveness correlating with a worse cancer prognosis. In short, if a cancer cell may be considered evil, a cancer stem cell is a lot worse!

A common misconception about the research field is that a tumor stem cell is actually a subtype of stem cell and that hence, cancer derives from stem cells. This is not the case. The term “tumor stem cell” only reflects the fact that this is a tumor cell with capacities similar to normal stem cells, such as the capability to maintain itself indefinitely. Tumor stem cells are mistaken for the “cell of origin” of a tumor. The actual cell of origin is different in each type of tumor, and does not have to be atumor stem cell. In some cases, for example with a type of brain tumors called gliomas, it is not even known yet.

Hirntumorstammzellen in einer Petrischale, so genannte

Brain tumor stem cells in a petri dish, so called “speroids”. Picture Minu D. Tizabi

But how did this research field come about ? In the Sixties, it was discovered that not all tumor cells have equal tumor-forming capabilities. 30 years down the road, in 1997, cancer researchers Dominique Bonnet and the above mentioned John Dick published a major report on their recently discovered leukemia stem cells in Nature Medicine, thereby starting off a whole new field in cancer research. The cancer stem cell theory was born, and the following years saw the discovery of such cells in many other cancers like breast, brain or prostate cancer. As with every theory in science, it initially had to face lots of doubt and criticism. A breakthrough was made in 2012, when three independent studies were published, all of which heavily supported the hierarchical organization of cells and hence, the cancer stem cell concept using scientifically powerful and conclusive techniques for tracing single tumor cells and their offspring in vivo. Ever since, there has been no more doubt about the general existence of cancer stem cells.

A lot of effort in tumor stem cell research has always been directed to finding a so-called marker, a molecule whose presence on a cell reliably identifies it as a cancer stem cell. To this date, no such reliable molecule has been identified – in one way or another, all proposed and utilized markers are disputed and controversial. In fact, it is unlikely that the marker problem is going to be solved at all, and it may be a better bet to try to define them according to their functional properties rather than their surface molecules, although arguably the latter would make therapeutic targeting easier. Unfortunately, a lot of literature in the field is purely based on assays in the petri dish, often conducted not even with primary cells directly derived from patients (which are more difficult to obtain) but with cells derived from long-grown cell lines instead, which are less representative of real tumors. On the other hand, first clinical trials with drugs designed to target cancer stem cells are now under way, so far yielding moderately positive results.

Doubts about the existence of cancer stem cells may have been washed away in 2012, but that has not made things much easier. Indeed, we only gradually begin to realize that things may be a lot more complicated and less clear-cut than they initially appeared to be.

A major new insight is the realization that different tumors of the same type may rely on entirely different tumor stem cell populations. As if that had not been complicated enough already, it has been discovered that even the very same tumor can harbor multiple different stem cell populations in its midst! And on another note, it may be possible that some cancers follow the cancer stem cell model while others do not. It is difficult to predict what the future will hold for the cancer stem cell field, but it is likely that the abovementioned insights will eventually transform our approach to the questions at hand.

First, cancer stem cells have appeared to be a huge trend, even hype within cancer research throughout the last one and a half decades, but the hope set into them stands on a solid experimental basis and is thus justified. Nevertheless, the field is – also due to the lack of standard conditions for important methods – currently struggling with many issues such as the challenge of developing a clear definition of what tumor stem cells actually are and how they can be identified. As with other potential cancer therapies, no one can tell if these efforts will pay off in terms of clinical results – but there is a good chance that they will and the research area might well be headed for a future Nobel prize. So let us all keep our eyes and ears open to future developments in this exciting field!


Slider image: Steve Garry (CC BY-ND 2.0)

Krebsstammzellen – Zwischen Hoffnung und Hype

Unkraut hat schon so manchem Gärtner die Nerven geraubt. Glücklicherweise gibt es eine relativ einfache Methode, es loszuwerden: “Man kann dem Unkraut immer wieder die Blätter wegschneiden, aber es wird nachwachsen. Entfernt man hingegen die Wurzeln, so werden auch die Blätter eingehen.” So lautet der einleuchtende Ratschlag von Dr. John Dick von der Universität von Toronto, der auf den ersten Blick geradezu trivial erscheinen mag.

Aber John Dicks Interesse ist nicht der Gärtnerei gewidmet, und sein Kommentar bezieht sich auch nicht auf das Entfernen von Unkraut. Stattdessen geht es um etwas viel Nützlicheres: Wie wir Krebs loswerden können – eine Krankheit, die wir bis heute in den allermeisten Fällen nicht heilen können. Aber was sind die Entsprechungen einer Pflanzenwurzel in einem bösartigen Tumor? Vieles spricht dafür, dass es eine Gruppe von Zellen sind, die man “Tumorstammzellen” nennt, und große Hoffnungen sind darin gesetzt worden, Krebs zu behandeln indem wir genau diese Zellen therapeutisch angehen. Da Hoffnung und Hype oft eng beieinander liegen, wollen wir uns die Sache genauer anschauen.

 

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Schema zum Unterschied zwischen konventioneller Krebtherapie und Krebsstammzellentherapie. Bild: Public Domain

Die Krebsstammzellhypothese besagt, dass nicht alle Tumorzellen die gleichen Fähigkeiten haben, sondern dass jeder Tumor eine kleine Gruppe von Zellen mit Stammzell-ähnlichen Fähigkeiten aufweist, die das Wachstum des Tumors erhalten, während die Masse der Tumorzellen eben diese Fähigkeit nicht besitzt – wie in einer Hierarchie. Diese Zellen werden zudem verantwortlich gemacht für Rückfälle, die auch viele Jahre nach der ursprünglichen Behandlung noch auftreten können. In der Tat denkt man, dass gewöhnliche Chemotherapien, welche schnellteilende Zellen angreifen, die sich relativ langsam teilenden Tumorstammzellen unangetastet lassen und daher spätere Rückfälle ermöglichen. Des Weiteren wurden Tumorstammzellen mit einer erhöhten Strahlenresistenz, Invasivität sowie einer schlechteren Prognose in Verbindung gebracht. Kurzum, wenn man eine Krebszelle als bösartig bezeichnen kann, dann ist eine Krebsstammzelle noch um ein Vielfaches bösartiger!

Eine verbreitetes Missverständnis ist, dass eine Tumorstammzelle eine Unterform normaler Stammzellen ist und daher Krebs aus Stammzellen entsteht. Das ist nicht der Fall. Der Begriff “Tumorstammzelle” spiegelt nur die Tatsache wider, dass es sich um eine Tumorzelle mit Fähigkeiten ähnlich derer normaler Stammzellen handelt, also zum Beispiel die Selbsterhaltung der Zelle auf unbestimmte Zeit. Oft werden Tumorstammzellen auch mit der Ursprungszelle eines Tumors verwechselt. Die Ursprungszelle ist aber je nach Krebsart unterschiedlich und muss keine Tumorstammzelle sein. In manchen Fällen, wie zum Beispiel bestimmten Hirntumoren, ist die Ursprungszelle noch nicht einmal bekannt.

 

Hirntumorstammzellen in einer Petrischale, so genannte

Hirntumorstammzellen in einer Petrischale, so genannte “Spheroide”. Bild: Minu D. Tizabi

Aber wie entstand dieses Forschungsgebiet überhaupt? Schon in den Sechzigern entdeckte man, dass nicht alle Krebszellen die gleichen Fähigkeiten besitzen, Tumore zu bilden. 30 Jahre später, im Jahr 1997, berichteten die Krebsforscher Dominique Bonnet und der bereits erwähnte John Dick in Nature Medicine über die von ihnen kürzlich entdeckten Leukämie-Stammzellen, und begründeten damit ein komplett neues Teilgebiet der Krebsforschung. Das Krebsstammzellkonzept war geboren, und in den folgenden Jahren wurden solche Zellen in vielen anderen Krebsarten wie Brust-, Hirn- oder Prostatakrebs entdeckt. Wie jede wissenschaftliche Theorie sah sie sich anfangs viel Kritik und Zweifeln gegenüber. Ein Durchbruch gelang 2012, als drei unabhängige Studien veröffentlicht wurden, die alle durch die Verwendung wissenschaftlich robuster Techniken zum Verfolgen einzelner Tumorzellen und ihrer Nachkommen eine zelluläre Hierarchie und somit das Tumorstammzellkonzept bestätigten. Seitdem bestehen keine Zweifel mehr an der Existenz von Krebsstammzellen.

Ein Großteil der Forschung auf dem Gebiet befasst sich damit, einen sogenannten Marker zu finden, also ein Molekül, dessen Präsenz auf einer Zelle diese zweifelsfrei als Krebsstammzelle identifiziert. Bis heute ist kein zuverlässiges Molekül identifiziert worden – auf die ein oder andere Weise sind alle vorgeschlagenen und verwendeten Marker höchst umstritten. Tatsächlich ist es unwahrscheinlich, dass das Markerproblem jemals zufriedenstellend gelöst wird, und es könnte sinnvoller sein, die Definition anhand von funktionellen Eigenschaften festzulegen statt anhand von Oberflächenmolekülen, obwohl Letzteres natürlich gezielte Therapien erleichtern würde. Leider basieren viele Studien nur auf Versuchen in der Petrischale, oft nicht einmal mit primären Zellen direkt aus Patienten (die schwieriger zu beschaffen sind), sondern mit weniger repräsentativem Material aus Zelllinien. Andererseits sind inzwischen sogar erste klinische Studien mit Medikamenten gegen Krebsstammzellen in Durchführung, bisher mit moderat positiven Ergebnissen.

Die Zweifel an der Existenz von Krebsstammzellen mögen zwar 2012 ausgeräumt worden sein, aber tatsächlich beginnen wir erst allmählich zu verstehen, dass die Sachlage möglicherweise viel komplizierter und weniger eindeutig ist, als man ursprünglich glaubte.

So fand man kürzlich heraus, dass unterschiedliche Tumoren desselben Typs auf komplett verschiedenen Tumorstammzellpopulationen fußen können. Als ob das die Sache nicht schon kompliziert genug machen würde, hat man auch noch festgestellt dass selbst ein und derselbe Tumor in seiner Mitte mehrere verschiedene Stammzellpopulationen beherbergen kann! Überdies ist es möglich, dass manche Krebsarten dem Krebsstammzellmodell folgen, während andere dies nicht tun. Es ist schwer vorherzusagen, was die Zukunft für das Krebsstammzellfeld bereithält, aber es ist wahrscheinlich, dass die drei genannten neuen Erkenntnisse eine grundsätzliche Änderung unserer Herangehensweise erfordern werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Krebsstammzellen ein großer Trend in der Krebsforschung der letzten anderthalb Jahrzehnte sind, die in sie gesetzten Hoffnungen aber auf einer soliden experimentellen Basis stehen und daher durchaus berechtigt sind. Nichtsdestotrotz kämpft das Gebiet zur Zeit – nicht zuletzt durch eine mangelnde Standardisierung von Methoden – mit vielen Problemen wie der Herausforderung, eine klare Definition und Identifizierungsmöglichkeit von Tumorstammzellen zu entwickeln. Wie bei anderen potentiellen Krebstherapien kann niemand vorhersagen ob sich die Bemühungen letzten Endes klinisch auszahlen werden – aber die Chancen stehen gut, dass dem so sein wird, und das Forschungsfeld könnte damit sogar auf einen Nobelpreis zusteuern. Halten wir also Augen und Ohren offen für neue Entwicklungen auf diesem spannenden Gebiet!


Slider-Foto: metastatischer Brustkrebs, Credit: Ed Uthmann (CC BY 2.0)