Was geschieht, wenn Brustkrebs auf die Lunge übergreift?
Wenn sich bei metastasierendem Brustkrebs im vierten Stadium Krebszellen vom ursprünglichen Tumor lösen, breiten sie sich in der Regel auf Knochen, Leber oder Lunge aus. In einer neuen Studie, die zum Teil durch das EU-finanzierte Projekt MetEpiStem unterstützt wurde, wird beschrieben, was mit metastasierenden Brustkrebszellen geschieht, wenn sie vom ursprünglichen Ort in der Brust hin zu Weichgewebe wie der Lunge wandern. Die in der Zeitschrift „Nature Cell Biology“ veröffentlichten Forschungsergebnisse könnten eine neue Ära in der Krebsbehandlung einleiten. Die Studie ergab, dass sich der Stoffwechsel von Krebszellen verändert, wenn sie sich in Organen mit einer weichen Mikroumgebung ausbreiten, was zu einer Resistenz gegen einige Chemotherapeutika führt. „Wir konnten beobachten, dass die Versteifung der Mikroumgebung des Primärtumors das Tumorwachstum fördert, doch wenn Krebszellen in Gewebe wie die Lunge wandern, finden sie sich in einer weichen Umgebung wieder“, erklärt die Erstautorin der Studie und Leiterin des MetEpiStem-Projekts, Patrizia Romani von der Universität Padua, Italien, in einer auf der Website der Universität veröffentlichten Pressemitteilung. „Wir wissen, dass die mechanischen Eigenschaften von Geweben das Verhalten von Zellen, einschließlich Krebszellen, regulieren können“, erklärt die Autorin und führt weiter aus, dass die Weichheit von Metastasen ein langsameres Wachstum von Metastasenzellen bewirken kann, und zudem deren antioxidative Abwehrkräfte erhöht. „Dies ist der Grund dafür, dass Lungenmetastasen oft gegen eine Chemotherapie resistent sind und viele Jahre lang im Ruhezustand verweilen, bis sie wieder aufleben.“ Das Forschungsteam untersuchte die Mechanismen, die dafür verantwortlich sind. Dabei kam heraus, dass metastasierende Zellen in einer weichen Mikroumgebung Prozesse wie die mitochondriale Spaltung und die Produktion von chemischen Mediatoren (reaktive Sauerstoffspezies) anregen. Diese aktivieren einen Transkriptionsfaktor namens NRF2, der wiederum den antioxidativen Stoffwechsel ankurbelt. Aus diesem Grund werden die Krebszellen resistent gegen eine Behandlung mit bestimmten Formen der Chemotherapie.
Alles wegen kürzerer Mitochondrien
Als Schlussfolgerung wäre alles darauf zurückzuführen, dass die Mitochondrien – Organellen, die den Großteil der für die biochemischen Reaktionen einer Zelle benötigten Energie erzeugen – in einer weichen Mikroumgebung kürzer werden. Diese Verkürzung, die durch eine komplexe Kette von molekularen Ereignissen zustande kommt, regt die Krebszellen dazu an, antioxidative Moleküle in großen Mengen zu produzieren, was ihre Widerstandsfähigkeit gegen einige Chemotherapeutika erhöht. Experimente an Labortieren haben bestätigt, dass metastasierende Krebszellen empfindlicher auf eine Chemotherapie reagieren, wenn die Produktion antioxidativer Moleküle unterbunden wird, beispielsweise durch eine Verlängerung der Mitochondrien. Darüber hinaus kann dieser Eingriff auch das Wiederauftreten von metastasierendem Krebs verhindern. Diese Entdeckung könnte zu neuen therapeutischen Ansätzen führen, die dem Wachstum metastasierender Zellen vorbeugen sollen, anstatt den bereits begonnenen Wachstumsprozess zu behindern. Das Projekt MetEpiStem (Dissecting the crosstalk between metabolism and transcriptional regulation in pluripotent stem cells.) endet im März 2024. Weitere Informationen: MetEpiStem-Projekt
Schlüsselbegriffe
MetEpiStem, Krebs, Zelle, metastasierend, Brust, Lunge, Mitochondrien, Chemotherapie