Neuartiger Therapieansatz gegen Krebs entdeckt

Unter Sauerstoffmangel fördert PHD3 die Aufnahme des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors, das Wachstum erlahmt. In Tumorzellen ist der Prozess gestört, die Zelle wächst trotz Sauerstoffmangels. - Garvalov et al., Nature Communications
Unter Sauerstoffmangel fördert PHD3 die Aufnahme des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors, das Wachstum erlahmt. In Tumorzellen ist der Prozess gestört, die Zelle wächst trotz Sauerstoffmangels. - Garvalov et al., Nature Communications

Zucker-Entzug lässt Tumorzellen absterben

Durch Hemmung ihres Energiestoffwechsels können ruhende Tumorzellen selektiv vernichtet werden. Diese Entdeckung machten jetzt Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin-Buch zusammen mit weiteren Kooperationspartnern aus Deutschland. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Nature* publiziert.

Bei einer Chemotherapie sterben bisweilen nicht alle Tumorzellen, sondern manche treten in den Zustand der sogenannten Seneszenz (programmierter Wachstumsstopp) ein. In diesem Zustand sind die Tumorzellen inaktiv und teilen sich nicht weiter. Trotzdem birgt dieser Zustand Gefahren. Zum einen produzieren seneszente Zellen Eiweißbotenstoffe, die zu unerwünschten Entzündungsreaktionen führen können, und zum anderen besteht die Möglichkeit eines Tumorrückfalls. Die Wissenschaftler um Prof. Dr. Clemens Schmitt, Direktor des molekularen Krebsforschungszentrums und Leitender Oberarzt in der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie der Charité, fanden jetzt einen Weg, seneszente Tumorzellen gezielt zu vernichten.

„Wir stellten fest, dass der Energiestoffwechsel von seneszenten Tumorzellen nach einer Chemotherapie massiv ansteigt und die Zellen regelrecht zuckerhungrig sind“, erläutert Prof. Schmitt. „Weiterhin konnten wir zeigen, dass diese Zellen nicht nur mehr Energie produzieren, sondern von ihrer massiven Stoffwechselsteigerung auch abhängig sind“, fügt er hinzu. Hemmten die Wissenschaftler den Zuckerstoffwechsel der Zellen, starben sie ab. Auf ruhendes oder teilendes Normalgewebe hat eine kurzzeitige Hemmung des Energiestoffwechsels dagegen kaum Auswirkungen. Die Ursache für den hohen Energieverbrauch der seneszenten Zellen sehen die Forscher in einer weiteren Besonderheit: In dem Augenblick, in dem die Zellen in den Zustand der Seneszenz übergehen, produzieren sie eine große Menge an Eiweißbotenstoffen. Diese müssen dann wieder unter hohem Energieverbrauch von ihnen verdaut werden, da die Eiweiße zum Teil toxisch sind. Hemmt man also entweder die Energiegewinnung der seneszenten Zellen oder blockiert ihre Verdauungsvorgänge, überleben sie nicht.

„Das Besondere an dieser Forschungsarbeit ist das neuartige Verständnis einer möglichen Therapie-Zielstruktur bei Krebserkrankungen: Bei den aktuellen und durchaus aussichtsreichen Wirkstoffen geht es in der Regel darum, die Aktivität eines in Krebszellen veränderten Moleküls mit einem Medikament gezielt zu hemmen“, erklärt Prof. Schmitt.. Dagegen schlagen die Wissenschaftler mit ihrem neuen Therapieansatz vor, einen Krebs- exklusiven Zustand – und nicht ein einzelnes Molekül –, nämlich die durch Chemotherapie hervorgerufene Seneszenz als Therapieziel einer nachgeschalteten metabolischen Therapie zur Vernichtung der Tumorzellen zu nutzen. „Es handelt sich hierbei um einen vielversprechenden Forschungsansatz an der Schnittstelle zwischen präklinischer Forschung und klinischer Prüfung“, sagt Schmitt. „Die Idee unseres Ansatzes könnte für zukünftige Behandlungsstrategien von Krebspatienten sehr relevant sein; im Hinblick auf ein solches klinisches Potential führen wir zurzeit entsprechende weiterführende Untersuchungen durch“, fügt er hinzu.

Des Weiteren betonte der Krebsmediziner den interdisziplinären Charakter der vorwiegend in Berlin ermittelten Forschungsergebnisse und sagte: „Die exzellente Berliner Wissenschaftslandschaft und die intensive Zusammenarbeit translationaler klinischer Forscher von der Charité mit Grundlagenwissenschaftlern vom MDC – die jetzt im neu gegründeten „Berlin Institute of Health“ noch enger zusammenrücken – haben diese wichtige Studie erst möglich gemacht“.

*Originalpublikation: Dörr JR, Yu Y, Milanovic M, Beuster G, Zasada C, Däbritz JH, Lisec J, Lenze D, Gerhardt A, Schleicher K, Kratzat S, Purfürst B, Walenta S, Mueller-Klieser W, Gräler M, Hummel M, Keller U, Buck AK, Dörken B, Willmitzer L, Reimann M, Kempa S, Lee S, Schmitt CA. Synthetic lethal metabolic targeting of cellular senescence in cancer therapy. Nature. 2013 Aug 14. doi: 10.1038/nature12437.

Kontakt:
Prof. Dr. med. Clemens A. Schmitt
Direktor des molekularen Krebsforschungszentrums
Charité – Universitätsmedizin Berlin
clemens.schmitt@charite.de

Pressemitteilung Charité – Universitätsmedizin Berlin, Dr. Julia Biederlack

Ausgezeichnete Doktorarbeit: Stammzellen bekämpfen Hirntumor


Krebszeitung

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