Die Wende im Kampf gegen Tumorhypoxie

Hypoxie gezielt überwinden: Neue Studie zeigt, wie unsere Hypoxie-Arbeitsstation zur Stärkung der Immuntherapie beiträgt

Eine aktuelle Studie von Halpin-Veszeleiova et al. (2024) nimmt sich einem der größten Hindernisse in der Immuntherapie solider Tumoren an: der durch Sauerstoffmangel (Hypoxie) ausgelösten Immunsuppression. Die Forschenden präsentieren eine innovative und klinisch umsetzbare Strategie, um Tumorhypoxie umzukehren – mithilfe einer auf Perfluorkohlenstoffen (PFC) basierenden, sauerstofftragenden Nanoemulsion in Kombination mit respiratorischer Hyperoxie.

Indem gezielt die hypoxiebedingte, adenosinerge Unterdrückung des Immunsystems angegangen wurde, konnte die Infiltration und Funktion von T-Zellen und NK-Zellen deutlich verbessert werden. Das führte nicht nur zu einer Tumorregression, sondern auch zu einem verlängerten Überleben in Mausmodellen. Die Ergebnisse liefern eine starke präklinische Begründung für den begleitenden Einsatz von Oxygenierungsmitteln in der Immuntherapie – insbesondere bei adoptiver Zelltherapie (ACT).

Die Rolle der Whitley Hypoxystation: Präzision schafft Vertrauen

Ein zentrales Element der Studie war die Fähigkeit, Tumorhypoxie realitätsnah im Labor nachzubilden. Genau hier kam die Whitley H35 HEPA Hypoxie-Arbeitsstation ins Spiel – mit entscheidenden Vorteilen für die Versuchsbedingungen.

1. Präzise, stabile Sauerstoffarmut

Die Hypoxie-Arbeitsstation wurde auf 1 % Sauerstoff, 5 % CO₂ und 37 °C eingestellt – Bedingungen, die die starke Hypoxie im Tumormikromilieu (TME) sehr genau simulieren. Diese präzise Kontrolle war notwendig, um die Proben korrekt vorzubereiten und die Sauerstofftragekapazität der Nanoemulsion unter physiologisch relevanten Bedingungen zu testen.

2. In-vitro-Evaluierung von Oxygenierungsmitteln

Die Forschenden sättigten ihre PFC-Nanoemulsion (Perflubron) mit 100 % Sauerstoff und testeten anschließend deren Fähigkeit, in der hypoxischen Umgebung wieder Sauerstoff abzugeben – mithilfe von PreSens-Sensoren. Die Versuche wurden vollständig innerhalb der Hypoxie-Arbeitsstation durchgeführt, wodurch gesättigte und ungesättigte Präparate unter streng kontrollierten Bedingungen vergleichbar waren. Ergebnis: Sauerstoff-angereichertes Perflubron konnte den Sauerstoffgehalt unter Hypoxie signifikant erhöhen und über längere Zeiträume stabilisieren – eine zentrale Erkenntnis für die therapeutische Planung.

3. Höchste Datenzuverlässigkeit

Die geschlossene, HEPA-gefilterte Atmosphäre der H35-Arbeitsstation sorgte auch über lange Versuchsläufe hinweg für stabile Bedingungen. Kurzzeitige Sauerstoffeinträge – ein häufiger Störfaktor in offenen Systemen – wurden so vollständig vermieden. In Abbildung 1C der Publikation wird die Whitley H35 Hypoxie-Arbeitsstation sogar ausdrücklich als Grundlage der experimentellen Strategie gewürdigt.

Wissenschaftliche Relevanz

Die Ergebnisse der Studie sind eindeutig:

• Hypoxie unterdrückt die Immunabwehr gegen Tumoren über adenosinvermittelte Signalwege, HIF1α und A2A-Rezeptoren.
• Durch gezielte Sauerstoffanreicherung konnte diese Unterdrückung umgekehrt werden – die Immunzellen drangen effektiver in den Tumor ein und zeigten stärkere Wirkung.
• Die Wirksamkeit adoptiver Zelltherapien wurde signifikant gesteigert – ein vielversprechender Ansatz für Patient:innen mit schwer zugänglichen, hypoxischen Tumoren.

Besonders relevant ist dies für Tumorarten, die gegenüber Checkpoint-Inhibitoren resistent sind – oft, weil die Hypoxiebarriere trotz Immuntherapie bestehen bleibt.

Warum Sauerstoffkontrolle in der Forschung unverzichtbar ist

Die Studie macht deutlich: Sauerstoffkontrolle ist heute kein optionales Feature mehr, sondern ein Muss – vor allem in der Immunologie und Onkologie. Eine präzise Steuerung der Sauerstoffumgebung ist essenziell für:

• die Modellierung krankhafter Bedingungen wie Tumorhypoxie,
• die Evaluierung von Reoxygenierungsstrategien,
• das Verständnis immunologischer Reaktionen in sauerstoffarmen Milieus.

Unsere Whitley Hypoxie-Arbeitsstation ermöglichte es dem Forschungsteam, weit über theoretische Modelle hinauszugehen und praxisnahe Daten zu liefern, die den tatsächlichen Tumorbedingungen im menschlichen Körper sehr nahekommen.

Fazit

Diese Studie markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Krebstherapieforschung – nicht zuletzt durch den gezielten Einsatz unserer Technologie. Die Fähigkeit, Sauerstoffbedingungen im Labor präzise und stabil zu kontrollieren, war ausschlaggebend dafür, zu zeigen: Wenn Hypoxie überwunden wird, wird Immuntherapie deutlich effektiver.

Solange Hypoxie ein zentrales Hindernis in der Krebsbehandlung bleibt, bleibt auch die Whitley Hypoxie-Arbeitsstation ein unverzichtbares Werkzeug – für Forschung, Fortschritt und letztlich bessere Therapien.