Live-Cell-Imaging in der experimentellen Onkologie Krebszellen in Echtzeit verstehen

Der renommierte Zellbiologe Peter Friedl forscht an der Radboud University in Nijmegen. Anlässlich des Deutschen Krebskongresses 2026 stellt er in einem Video aktuelle Erkenntnisse zur Krebszellinvasivität vor und diskutiert anschließend mit jungen, forschungsinteressierten Ärztinnen und Ärzten über wissenschaftliche Karrierewege.

Herr Professor Friedl, im neuen Video geht es um die Frage, wie Krebszellen invasiv werden. Sie arbeiten unter anderem mit Live-Cell-Imaging. Wie hat sich die Methodik in den letzten Jahrzehnten verfeinert? 

Die Fortschritte sind enorm. Wir können heute mehrere dynamische Dimensionen, wie etwa Form, molekulare Aktivität, Zellsignalling, oder Zellmechanik gleichzeitig darstellen. Dadurch lässt sich genau beobachten, wie Zellen miteinander interagieren, wie sie untereinander kommunizieren oder wie körpereigene Immunzellen Tumorzellen angreifen. Das gilt sowohl für Untersuchungen in Zellkulturen, Organoide oder sogar im lebenden Tier, und zwar nicht nur für Sekunden und Minuten, sondern, wenn nötig, über Wochen hinweg.

Diese mikroskopischen Methoden lassen sich mit vielen anderen Analysewerkzeugen kombinieren. Zum Beispiel können wir die gefilmte Zelle nach einer Fixierung im Elektronenmikroskop oder biochemisch bzw. molekularbiologisch untersuchen. Auf diese Weise sammeln wir viele Daten, die zu einem tieferen Verständnis von Prozessen beitragen. 

Wo liegen die Grenzen von Live-Cell-Imaging?

Zellverhalten, das sich über mehrere Schichten erstreckt, lässt sich mikroskopisch bis zu einer Eindringtiefe von 100-200 Mikrometern gut darstellen. Lebende Einzelzellen im Inneren größerer Tumoren darzustellen wird schon schwieriger. Deshalb verstehen wir zum Beispiel noch nicht, wie Immunzellen in der Tiefe des Tumors agieren.

Dieses Manko lässt sich durch Clearing-Verfahren, bei denen die Zellen nach dem Live-Imaging fixiert und mit anderen Tools untersucht werden, teilweise kompensieren. 

Lässt sich Live-Cell-Imaging auch für Fragen der personalisierten Onkologie einsetzen? 

In der Forschung kann das sinnvoll sein: Aus lebenden Krebszellen von Patient*innen lassen sich sogenannte Avatar-Kulturen herstellen, in denen Wachstum, Medikamentenwirkung und Resistenzentwicklung simuliert werden können. So können Therapien – auch Kombinationen – getestet und mögliche Verläufe vorhergesagt werden. Experimentell wird das bereits genutzt.

Für den breiten Einsatz ist das Verfahren derzeit jedoch zu teuer und der klinische Nutzen noch nicht ausreichend belegt. Perspektivisch könnte es aber bei sehr seltenen, aggressiven Tumoren (Orphan Diseases) ohne Standardtherapie relevant werden, um individuell passende Behandlungen vorab zu testen.

Welche ungeklärten Fragen gibt es im Hinblick auf das invasive Wachstum von Krebszellen? 

Unklar ist etwa, ob Metastasierung überwiegend durch Einzelzellen oder Zellverbände erfolgt und wie stark sich dieses Verhalten zwischen verschiedenen Tumortypen unterscheidet. Die Forschung fokussiert sich bislang auf wenige häufige Tumoren; seltene Tumoren wie das Aderhautmelanom am Auge zeigen jedoch teils völlig andere Invasions- und Metastasierungsmuster, die kaum verstanden sind.

Ebenfalls weitgehend ungeklärt ist, wie sich Invasion unter Therapiedruck verändert: Wir haben zum Beispiel festgestellt, dass Tumorzellen unter Stress ihr Bewegungs- und Interaktionsverhalten grundlegend umstellen und evolutionsbiologisch sehr alte Prozesse aktivieren können, die unter normalen Umständen keine Rolle spielen. Unter anderem verlieren sie die Fähigkeit, stark mit Kollagenfasern zu interagieren und werden amöboid und damit besonders metastatisch. Hier gibt es noch viele offene Fragen. 

Warum wachsen manche Tumoren lokal begrenzt und andere tatsächlich invasiv? 

Das kann viele Ursachen haben. Ein Faktor ist die epitheliale-mesenchymale Transition, bei dem Epithelzellen ihre Zellpolarität und -verbindungen verlieren und sich in mesenchymale Stammzellen verwandeln. Manche Tumorzellen nutzen diesen aus der Embryonalentwicklung bekannten Prozess und werden dadurch aggressiver und invasiv, andere nicht. Ein weiterer Einfluss ist das Tumormikromilieu. Eine gut ausgebildete bindegewebige Kapsel kann die Ausbreitung hemmen, ihr Durchbruch fördert sie. Schließlich spielt der Tumortyp eine Rolle – hämatologische Tumoren sind aufgrund der natürlichen Wanderung von Blutzellen von Beginn an systemisch. Diese Beispiele zeigen, wie unterschiedlich Tumorausbreitung erklärt werden kann.

Am Videoprojekt nahmen auch junge Wissenschaftler*innen teil, die ihre didaktischen Fähigkeiten trainieren wollten. Wie wichtig sind aus Ihrer Sicht didaktische Kompetenzen für Forschende? 

Grundlagenforschung ist heute meist öffentlich finanziert. Um die Finanzierung sicherzustellen, müssen wir ihren Wert klar und verständlich vermitteln und zeigen, warum sie gesellschaftlich unverzichtbar ist. Dafür brauchen wir Transparenz, klare Kommunikation, realistische Erwartungen und eine starke Verankerung wissensbasierten Handelns.

Forschung steht für rationales, datenbasiertes Handeln – etwa bei der Entwicklung von Therapien. Das müssen wir verständlich erklären können. Forschenden sollte deshalb in der Lage sein, die eigene Arbeit kurz und überzeugend darzustellen – notfalls in 30 Sekunden im Aufzug.

In Ihrer Veranstaltung im Rahmen des Deutschen Krebskongresses geht um Karrierewege in der Forschung. Warum ist Ihnen das wichtig? 

Das Interesse an Forschung ist groß und der Nachwuchs oft exzellent. Das Hauptproblem ist jedoch die fehlende Planbarkeit von Karrierewegen, da Forschung stark drittmittel- und wettbewerbsgetrieben ist. Projekte sind meist befristet, Förderquoten niedrig, und der Wettbewerb nimmt international weiter zu. Viele junge Forschende verlieren dadurch früh den Mut, weil nicht allein Leistung, sondern oft Zufall über den Erfolg entscheidet. Als Gesellschaft müssen wir verlässlichere Strukturen schaffen, die Kreativität und Engagement mit Planungssicherheit belohnen – sonst wandern die Besten in besser planbare Karrierewege außerhalb der Wissenschaft ab.

Vielen Dank für das Interview.

Dieser Bericht ist Teil der Medienkooperation zwischen Springer Medizin und der Deutschen Krebsgesellschaft / der Deutschen Krebshilfe zum DKK 2026.