Im Bild links ist Beta-Catenin (rot) zu sehen, was auf Krebsstammzellen hinweist. Rechts wurde Beta-Catenin entfernt. - Liang Fang / AG W. Birchmeier / MDC
Forschung

Wie Krebsstammzellen umprogrammiert werden

26. Januar 2016 Detlef Hoewing 0

Eine Signalkette aggressiver Krebszellen lässt sich durch einen neuen Wirkstoffkandidaten unterbrechen. Die durch Screenings an den Berliner Forschungsinstituten MDC und FMP entdeckte Substanz unterbindet die Aktivierung bestimmter Zielgene. Im Mausmodell konnten so Tumore zurückgedrängt werden. Zwar stammen alle Zellen eines Tumors von einer einzigen, entarteten Zelle ab, doch sind nicht alle gleich. Nur wenige von ihnen behalten die Fähigkeit der ursprünglichen Zelle, einen ganzen Tumor wachsen zu lassen. Diese „Krebsstammzellen“ können in andere Gewebe einwandern und dort tödliche Metastasen bilden. Um Krebs auszuheilen, müssen all diese Zellen aufgespürt und eliminiert werden, denn wenn welche entkommen, können sie den Tumor neu wachsen und sich im ganzen Körper ausbreiten lassen. Ein in diesem Zusammenhang interessantes Molekül haben jetzt Dr. Liang Fang und seine Kollegen aus der Arbeitsgruppe von Prof. Walter Birchmeier vom Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin (MDC) entdeckt. Das Molekül unterbricht biochemische Signalwege, die bestimmte Krebsstammzellen am Leben erhalten. In der Online-Ausgabe der Zeitschrift Cancer Research stellen die Forscher ihre Arbeit nun vor. In ihrer Studie konzentrierten sich Fang und seine Kollegen auf den „Wnt-Signalweg“, ein biochemisches Netzwerk der Zelle. Birchmeiers Arbeitsgruppe forscht seit vielen Jahren daran und entdeckte, dass bestimmte Typen von Krebsstammzellen fortwährend über den Wnt-Signalweg stimuliert werden müssen, damit […mehr lesen]

a) Strukturierung von Zellmembranen, b) Zellinterne Nanochirurgie an Zellbestandteilen Abbildung: Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgische Klinik
Forschung

Trojanisches Pferd für Krebszellen

21. Januar 2016 Detlef Hoewing 0

Vernichtung von Tumorzellen durch Nanopartikel aus glasartigem Eisen Amorphe Nanopartikel aus Eisen können in Tumorzellen eine tödliche Wirkung entfalten. Wie chinesische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, setzen Nanopartikel, die aus Eisen in einem glasartig-amorphen, das heißt nicht metallischen Zustand bestehen, im sauren, wasserstoffperoxidreichen Milieu von Krebszellen selektiv reaktive Eisenionen frei. Dies bietet neue Perspektiven für chemodynamische sowie theranostische Ansätze in der Krebstherapie. Krebszellen haben im Vergleich zu gesunden Zellen einen leicht saureren pH-Wert, zudem produzieren sie Wasserstoffperoxid in nicht unbeträchtlicher Menge. Dies bietet die Möglichkeit, Eisenionen in der Zelle mit dem Wasserstoffperoxid reagieren zu lassen, um durch die bekannte Fenton-Reaktion reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu produzieren. Diese ROS können dann die Krebszellen angreifen und zerstören. Problematisch bei diesem Ansatz ist jedoch der Transport der empfindlichen Eisenionen bis hin zum Zielgewebe. Auch Nanopartikel aus Eisen eignen sich aus verschiedenen Gründen nicht gut. Jianlin Shi, Wenbo Bu und ihren Teams am Shanghai Institute of Ceramics gelang es nun, in Zusammenarbeit mit Gruppen an der Fudan University Shanghai (China) Nanopartikel aus Eisen in einem amorphen, glasartigen Zustand herzustellen. „Interessanterweise weisen die Nanopartikel aus amorphem Eisen(0) verschiedene besondere physikalisch-chemische Eigenschaften auf“, schreiben die Wissenschaftler. So bieten sie einen guten Kontrast für die kernspintomographische […mehr lesen]

Zelltod als Zerplatzen: Hier explodiert eine Hautkrebszelle aus einem Plattenepithelkarzinom und sch ... Bild/Quelle: Prof. M. Leverkus, Universitätsmedizin Mannheim
Allgemein

Gefahr weißer Hautkrebs

1. Dezember 2015 Detlef Hoewing 0

Was Hauttumorzellen unsterblich macht Der weiße Hautkrebs ist die häufigste Krebserkrankung des Menschen – und kommt immer öfter vor: Die steigende Lebenserwartung und langjährige Sonnenbestrahlung lassen die Hautkrebsfälle zunehmen. Dabei entsteht ein Tumor dieser Krebsart erst nach langer Zeit – betroffen sind vor allem Ältere, die in ihrer Jugend oft und lange in der Sonne waren. Forscher der Universitäten Mannheim und Aachen haben jetzt entdeckt, welchen Einfluss Stoffe in der Zelle bei der Entwicklung von Hautkrebs haben – und einige spielen eine gefährliche Doppelrolle. Weißer Hautkrebs hat einen langen Atem: Die ersten Krebszellen entstehen teils Jahrzehnte vor der Entwicklung eines sichtbaren Tumors und werden erst durch weitere UV-Bestrahlung zu gefährlichen Karzinomen. Bestimmte Formen davon sind besonders heimtückisch, weil ihre entarteten Zellen gegenüber Strahlen- und Chemotherapie resistent werden – sie sind praktisch immun gegen Einflüsse von außen. Das macht vor allem das Plattenepithelkarzinom, eine Form von weißem Hautkrebs, sehr gefährlich. Forscher suchen daher nach neuen Möglichkeiten, Hautkrebszellen zu zerstören. Dabei steht ein in den Zellen vorhandenes Eiweiß, das sogenannte cFLIP, im Zentrum: Es beeinflusst, ob sie als Krebszellen sterben oder unendlich weiterleben. Protein mit doppeltem Gesicht Denn normalweise sterben Zellen, wenn sie entartet oder geschädigt sind. Man nennt das den programmierten […mehr lesen]

Foto: Das 3-D-Mikroskopiesystem
Forschung

Krebszellen erkennen bevor sie Metastasen ausbilden

30. Oktober 2015 Detlef Hoewing 0

Viele Tumore streuen: Dabei wandern einzelne Krebszellen eine Zeit lang mit dem Blutstrom durch den Körper, bevor sie sich in neuem Gewebe einnisten. So können Metastasen entstehen, selbst nachdem der Haupttumor erfolgreich bekämpft wurde. Krebszellen frühzeitig im Blut nachzuweisen, ist schwierig: Auf eine kranke kommen etwa eine Milliarde gesunde Zellen. Forscher des KIT und des münsterschen Zentrums für Nanotechnologie (CeNTech) haben nun in Kooperation mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) ein klinisches Verfahren entwickelt, mit dem sie einzelne Krebszellen in Blutproben sicher nachweisen und isolieren können. „Die Erkennung von Krebszellen im Blut ist in frühen Stadien einer Erkrankung deshalb so schwer, weil die Krebszellen in extrem geringen Konzentrationen vorkommen“, erklärt Harald Fuchs, Abteilungsleiter am Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT mit Lehrstuhl am Physikalischen Institut der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) und wissenschaftlicher Leiter des Centers for NanoTechnology (CeNTech) in Münster. „Wir suchen die Nadeln im Heuhaufen.“ Der Nutzen: Die Anzahl der herausgefilterten Tumorzellen gibt Aufschluss über den Therapieerfolg und den zukünftigen Krankheitsverlauf; von einer genetischen Analyse der Zellen lassen sich maßgeschneiderte Therapien für die jeweilige Krebsart ableiten. „Mit unserer Methode erzielen wir eine sehr hohe Trefferquote: Über 85 Prozent der ausgefilterten Zellen sind tatsächlich Krebszellen“, so Michael Hirtz, dessen Nachwuchsgruppe am […mehr lesen]

Fluoreszenz-Mikroskopie des MAGE-Antigens auf einer Brustkrebszelllinie - Quelle: Dr. H. Schwarzenbach
Forschung

Krebszellen kommen aus dem Takt

30. März 2015 Detlef Hoewing 0

Der Kampf gegen Brustkrebs hängt nicht zuletzt von den Fortschritten der Forschung ab – beispielsweise auf dem Gebiet der Analyse von Tumorgewebe. Die Nachwuchsforscherin Dr. Cristina Cadenas am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) hat nun entdeckt, dass sogenannte Uhrgene in Zusammenhang mit Tumorwachstum stehen. Ihre Analyse wurde auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie e.V. (DGPT) mit dem „GT Toxicology Preis“ ausgezeichnet. Alle Lebewesen unterliegen einem natürlichen Biorhythmus, der in den meisten Fällen eine Frequenz von circa 24 Stunden hat und daher circadianer Rhythmus genannt wird. Dieser circadiane Rhythmus folgt dem Takt einer inneren Uhr, welche wiederum durch die sogenannten „Clock-Gene“ (Uhrgene) in jeder Zelle unseres Körpers kontrolliert wird. Kommen unsere Körperzellen aus dem Takt, hat das mitunter schwerwiegende Folgen. Dr. Cristina Cadenas, Projektleiterin der Nachwuchsgruppe Zelluläre Toxikologie am IfADo, hat in einer statistischen Analyse untersucht, wie sich der circadiane Rhythmus in Brustkrebszellen verhält. Dazu erforschte sie den Zusammenhang zwischen der Ausprägung verschiedener Gene, die für die innere Uhr zuständig sind, und dem Verhalten der Brusttumore. Die Analyse zeigt auf, ob die Störung einzelner Uhrgene in den erkrankten Zellen mit einem aggressiveren Wachstum des erkrankten Gewebes – einer Tumorprogression – einhergeht. […mehr lesen]

Blaue und violette Bereiche leiden unter Sauerstoffmangel - Quelle: Charité - Universitätsmedizin Berlin
Allgemein

Warum Krebszellen trotz Sauerstoffmangel wachsen

25. November 2014 Detlef Hoewing 0

Gesunde Zellen verlangsamen bei Sauerstoffmangel (Hypoxie) ihr Wachstum. Umso erstaunlicher ist es, dass Hypoxie ein charakteristisches Merkmal bösartiger Tumore ist. Wie es Krebszellen gelingt, das genetische Programm der Wachstumsbremse zu umgehen, berichten Forscher der Goethe-Universität und der Justus-Liebig-Universität Gießen in zwei Publikationen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Communications“. FRANKFURT/GIESSEN. Gesunde Zellen verlangsamen bei Sauerstoffmangel (Hypoxie) ihr Wachstum. Umso erstaunlicher ist es, dass Hypoxie ein charakteristisches Merkmal bösartiger Tumore ist. Wie es Krebszellen gelingt, das genetische Programm der Wachstumsbremse zu umgehen, berichten Forscher der Goethe-Universität und der Justus-Liebig-Universität Gießen in zwei Publikationen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Communications“. Seit längerem ist bekannt, dass PHD-Proteine (Prolyl-Hydroxylase-Domänen-Proteine) eine Schlüsselrolle bei der Regulatoren der Hypoxie spielen. Sie kontrollieren die Stabilität der Hypoxie-induzierten Transkriptionsfaktoren (HIFs), welche die Anpassung der Zelle an Sauerstoffmangel steuern. Nun hat das Team von Prof. Amparo Acker-Palmer, Goethe-Universität, und Prof. Till Acker, Justus-Liebig-Universität Gießen, herausgefunden, dass ein spezielles PHD-Protein, PHD3, auch den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) kontrolliert. In gesunden Zellen antwortet PHD3 auf Stress wie Sauerstoffmangel, indem es die Aufnahme des EGF-Rezeptors ins Zellinnere steuert. Durch diese Internalisierung werden die Wachstumssignale herab reguliert. „Wir haben herausgefunden, dass PHD3 als Gerüstprotein dient, an dem zentrale Adapterproteine wie Eps15 und […mehr lesen]

Themenfoto Darmkrebs - Foto: Bayer Vital gmbH
Darmkrebs

Neue Indizien zur Früherkennung von Darmkrebs

8. Oktober 2014 Detlef Hoewing 0

Forscher der Universität Luxemburg haben neue potentielle Wege gefunden, um erste Anzeichen des besonders gefährlichen Darmkrebses zu identifizieren. Sie haben neue „Biomarker“ entdeckt: Moleküle, deren Überschuss oder Mangel im Gewebe auf die Entwicklung von Krebszellen deutet. Diese Indikatoren könnten helfen, Darmkrebs in einem frühen Stadium aufzuspüren, seinen Schweregrad vorherzusagen und sogar neue Therapiewege zu eröffnen. „Darmkrebs ist eine der häufigsten und tödlichsten Krebsarten weltweit. Aber rechtzeitig erkannt, kann er in neun von zehn Fällen geheilt werden“, so Prof. Dr. Serge Haan von der Life Science Research Unit der Universität Luxemburg. „Deshalb ist es wichtig, empfindlichere und spezifischere Marker zu identifizieren, um Früherkennung und Therapie zu verbessern.“ Das Forscherteam um Prof. Serge Haan und Dr. Elisabeth Letellier hat dazu über 800 detaillierte Gewebeanalysen ausgewertet, die von Patienten mit Darmkrebs in unterschiedlichem Stadium stammen und von gesunden Menschen. Diese Studie wurde dann mit einer eigenen Analyse von Patientengewebe aus der Ontario Tumor Bank in Canada und der Integrated Biobank of Luxembourg ergänzt. Die luxemburgische Gruppe ist die erste, die eine deutliche Absenkung zweier bestimmter Proteine (SOCS2 und SOCS6) in präkanzerösen und kanzerösen Zellen feststellen konnte. Sie kamen zum Schluss, dass vor allem SOCS2 ein besonders sensitiver Marker für die Frühdiagnose sein könnte. […mehr lesen]

Wissenschaftler untersuchen, wie Antikörper gesundes Gewebe von Leukämiepatienten am besten schützen können. © Dirk Mahler/Fraunhofer
Leukämie

Neuer Mechanismus in der Entstehung von Leukämien entdeckt

6. August 2014 Detlef Hoewing 0

Protein hebelt zellulären Schutzmechanismus aus Hamburg (05.08.2014) – Krebsgen aus dem „Molekülbaukasten“: Ein aus falsch zusammengesetzten DNA-Strängen entstandenes Kombi-Protein mit dem Namen PML-RAR-alpha lässt neue Krebszellen entstehen. Der PML-Teil des Proteins sorgt dafür, einen zellulären Schutzmechanismus zu hemmen, der RAR-alpha- Teil lässt die Zellen weiter wachsen. Beide Teile sind damit verantwortlich für die Entstehung der akuten Promyelozytenleukämie (APL). Das ist, stark verkürzt, das Ergebnis einer Studie, die Wissenschaftler des Forschungsinstituts Kinderkrebs-Zentrum Hamburg jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. (PNAS) veröffentlicht haben (1). Dr. Thomas Sternsdorf und Katharina Korf ist es mit ihrer Arbeitsgruppe gelungen nachzuweisen, dass die Entstehung der APL mit dem Verlust eines Schutzmechanismus, der so genannten zellulären Seneszenz, beginnt. „Wir sind überzeugt, dass wir nun auf einem interessanten Weg sind, weil uns diese Erkenntnisse nicht nur etwas über die Leukämieentstehung zeigen, sondern auch über andere Formen von Krebs, da Mutationen in Komponenten desselben Schutzmechanismus bei kindlichen Hirntumoren und neuroendokrinen Tumoren beschrieben wurden“, erläutert Thomas Sternsdorf die Bedeutung seiner Ergebnisse. Kommt es zu krebsauslösenden Mutationen, reagieren gesunde Zellen automatisch mit Seneszenz, einem dauerhaften Stopp des Zellwachstums. Der krebsauslösende Prozess kommt so zu einem vorzeitigen Ende, bevor echte Tumorzellen entstehen können. Wird dieser […mehr lesen]

Krebshilfe
Bauchspeicheldrüsenkrebs

Bakteriengift soll Krebszellen zerstören

17. Juli 2014 Detlef Hoewing 0

Lebensmittelkeim im Kampf gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs Berlin (gb) – Ein Darmkeim, der eigentlich Lebensmittelvergiftungen auslöst, könnte zukünftig in der Krebstherapie eingesetzt werden: Das Bakterium Clostridium perfringens sondert einen Giftstoff ab, die Hülle von Tumorzellen durchlöchert und diese so zerstört. Berliner Wissenschaftler untersuchen derzeit die Wirksamkeit des Bakteriengiftes gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs. Die Deutsche Krebshilfe fördert das Forschungsprojekt mit 240.000 Euro. Ob Rind, Fisch oder Geflügel – verdorbene Fleischwaren sind der bevorzugte Aufenthaltsort des Lebensmittelkeims Clostridium perfringens. Gelangt das stäbchenförmige Bakterium durch den Verzehr der schlecht gewordenen Lebensmittel in den Magen und weiter in den Darm, drohen Bauchschmerzen, Durchfall und Erbrechen. Ursache für die Symptome ist ein spezieller Giftstoff, den der Keim absondert – das sogenannte Clostridium perfringens Enterotoxin. Im Darm freigesetzt, erkennt das Enterotoxin zwei Moleküle auf der Oberfläche von Zellen der Darmschleimhaut, die als Claudin-3 und Claudin-4 bezeichnet werden. An diese Moleküle heftet sich der Giftstoff und beginnt damit, die Zellhülle zu durchlöchern. Mit verheerenden Folgen: Die schwer beschädigte Zelle stirbt ab. Diesen Effekt wollen sich die Wissenschaftler des Experimental and Clinical Research Center der Berliner Charité und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin Berlin-Buch im Kampf gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs zunutze machen. Ebenso wie Darmzellen besitzen auch Tumorzellen der Bauchspeicheldrüse große Mengen von Claudin-3 […mehr lesen]

Embolisationseingriff - Quelle: Fraunhofer IPA
Forschung

Mikro-Partikel hungern Krebszellen aus

26. November 2013 Detlef Hoewing 0

Embolisationseingriff  - Quelle: Fraunhofer IPAGezielt an die richtige Stelle gespritzt, schneiden die winzigen EmboFORM- Partikel Krebstumoren die Nährstoffzufuhr ab. Sie bestehen aus einem bioverträglichen Polymer, das im Gegensatz zu den bislang verwendeten Materialien sowohl auf CT- als auch auf MRT-Aufnahmen sichtbar ist. Das Herstellungsverfahren für die Partikel wird auf den Innovation Days am 8. und 9. Dezember in Berlin vorgestellt.

Jede Zelle im menschlichen Körper überlebt auf Dauer nur, wenn sie ausreichend mit Nährstoffen versorgt wird. Das gilt ganz besonders für Krebszellen. Weil sie vor allem auf Wachstum programmiert sind, ist ihr Nährstoffbedarf in vielen Fällen besonders groß. Genau hier setzt die Embolisationstherapie an: Kann ein Tumor nicht durch Chemotherapie zerstört oder chirurgisch entfernt werden, gibt es die Möglichkeit, ihn auszuhungern – also gezielt das Geflecht feiner Adern zu verstopfen, welches die Krebszellen am Leben erhält.

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