Entspannte Tumorzellen sind nicht mehr teilungsfähig
Krebszellen teilen sich zwar häufig, jedoch nicht immer symmetrisch in zwei neue Tochterzellen. Ein Forscherteam am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg beschäftigte sich näher mit diesem Manko und fand heraus, dass die Krebszellen auf die Spannung bestimmter Proteinfasern angewiesen sind, um sich vermehren zu können. Nachzulesen sind die neuen Forschungsergebnisse im Fachblatt "Science Translational Medicine". Bei der normalen Zellteilung bildet sich eine zweipolige Proteinstruktur aus, die die Zelle sauber in zwei Hälften trennt. Für die ordnungsgemäße Teilung besitzt jede Zelle zwei Kopien einer Organisationsstruktur, das sogenannte Zentrosom. An diesen Polkörperchen setzen Zugfasern aus Proteinen an, die den frisch verdoppelten Chromosomensatz korrekt auf die beiden neu entstehenden Tochterzellen aufteilen. Unter dem Mikroskop betrachtet bilden diese Fasern ein spindelförmiges Gebilde. Krebszellen haben jedoch häufig mehr als zwei Zentrosomen, sodass die Zugfasern nicht die normale spindelförmige Gestalt mit zwei Enden, sondern eine mehrpolige Struktur entwickeln. Diese missgebildeten Spindeln verteilen die Chromosomen ungleichmäßig auf die Tochterzellen, die dann nicht mehr lebensfähig sind. Dazu haben viele Krebszellen einen Trick entwickelt: Sie bündeln mehrere Zentrosomen zu Aggregaten, sodass sich eine funktionsfähige zweipolige Spindel ausbilden kann, die die Zellteilung und damit das Wachstum des Tumors ermöglicht. Professor Dr. Alwin Krämer, Leiter einer Klinischen Kooperationseinheit des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und des Universitätsklinikums Heidelberg, erkannte diesen Trick als bislang kaum beachtete Achillesferse, um Krebszellen außer Gefecht zu setzen. Gemeinsam mit seinen Kollegen untersuchte er systematisch, welche Gene bzw. Proteine die Krebszelle in die Lage versetzen, Zentrosomen-Aggregate zu bilden. Proteine, die diese Spannung aufrechterhalten, könnten als Angriffspunkte für die Entwicklung neuer Krebsmedikamente dienen, denn ohne Zentrosomen-Aggregate bilden sich mehrpolige Spindeln und die Krebszellen sterben ab. Dazu schalteten die Forscher nacheinander jedes der 21.000 Gene einer Krebszelllinie aus und fahndeten unter dem Mikroskop nach Zellen, in denen sich mehrpolige, missgebildete Spindeln zeigten. Insgesamt fanden sich 82 Gene, die bei der Bildung von Zentrosomen-Aggregaten eine Rolle spielen und zum Großteil an der Aufteilung der Chromosomen beteiligt sind. Dabei entdeckten die Wissenschaftler einen zentralen Mechanismus: Damit die Zentrosomen zu Aggregaten gebündelt werden können, müssen die Zugfasern unter Spannung stehen. Nur straff gespannte Zugfasern positionieren die Zentrosomen nahe genug beieinander, dass sich Aggregate bilden können. Für die Spannung ist eine ganze Reihe von Proteinen verantwortlich. Werden deren Gene ausgeschaltet, lässt auch die Spannung nach und die Zellen können sich nicht mehr vermehren. Dass Krebszellen Zentrosomen-Aggregate bilden, ist seit ungefähr hundert Jahren bekannt. Wie dies jedoch die Zellteilung und das Überleben der Tumorzellen beeinflusst, ist weitestgehend unklar. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass manche Krebsmedikamente deshalb so effektiv sind, weil sie die Spannung in mehrpoligen Spindeln von Krebszellen reduzieren. Auf dieser Basis könnte man zielgerichteter nach Krebstherapien suchen. "Eine solche Therapie würde ganz gezielt den Krebs treffen, da nur Tumorzellen überzählige Zentrosomen haben und deshalb auf den Überlebenstrick der Aggregatbildung angewiesen sind", erklärt Leiter und Ko-Autor der Studie Alwin Krämer.
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