Krebs „verkrüppeln“, um Streuung zu unterbinden

LIH-geführte Kooperation greift in den Stoffwechsel von Krebszellen ein, um Sekundärtumore zu verhindern

• Gruppe Krebs-Stoffwechsel
• Abteilung für Krebsforschung
• Krebs

Eine internationale Zusammenarbeit von Krebsforschern unter der Leitung von Dr. Johannes Meiser und seinem Team der Krebs-Stoffwechsel-Gruppe des Luxembourg Institute of Health hat gezeigt, dass die gezielte Beeinflussung bestimmter Stoffwechselwege in Krebszellen dazu beitragen kann, deren Ausbreitung auf andere Teile des Körpers zu verhindern. Dies könnte sich als wichtiger Schritt im Kampf gegen eine Vielzahl von Krebsarten erweisen, deren Fähigkeit zu wandern und Sekundärtumore zu bilden nach wie vor ein großes Problem bei der Behandlung für konventionelle Therapien darstellt.

Die Fähigkeit von Krebserkrankungen zur Metastasierung (Ausbreitung in neue Körperregionen) ist eine der gefährlichsten Eigenschaften der Krankheit. Krebszellen, die herkömmliche Therapien überleben und in neue Regionen wandern können, sind oft resistent gegen weitere Behandlungen, so dass die meisten Krebstodesfälle auf sekundäre Tumore zurückzuführen sind.

Die gängigsten Medikamente, die zur Behandlung von Krebs eingesetzt werden, zielen auf die Zellen und ihre Fähigkeit, sich zu vermehren ab, wodurch das Tumorwachstum im Idealfall verlangsamt, verhindert oder sogar rückgängig gemacht werden kann. Klassische Chemotherapeutika zielen beispielsweise auf den Stoffwechsel der Krebszellen ab und stören die Produktion der für ihre Vermehrung notwendigen Komponenten wie Proteine und Lipide. Das Problem ist jedoch, dass Krebszellen, die langlebig sind und sich nur langsam vermehren, in der Regel von diesen Behandlungen unberührt bleiben und in neue Regionen des Körpers wandern können, wo sie nach und nach als neue Tumore wieder in Erscheinung treten.

Die Frage, mit der sich das Team von Johannes Meiser am LIH sowie seine Kolleginnen und Kollegen von der Universität Luxemburg und der Universität Glasgow beschäftigten, betrifft lautet, ob die Beeinflussung anderer Stoffwechselwege die Fähigkeit solcher Krebszellen, sich vom ursprünglichen Tumorort zu entfernen, beeinträchtigen könnte. Theoretisch könnte dies die Krankheit wirksam lähmen und das Auftreten gefährlicher Sekundärtumore verhindern.

Für die Untersuchung konzentrierte sich das Team auf einen bestimmten Stoffwechselweg, den so genannten Ein-Kohlenstoff-Metabolismus» (1C-Metabolismus), von dem bekannt ist, dass er verschiedene zelluläre Aktionen unterstützt und sich über zwei Hauptbereiche der Zelle erstreckt. Dies war ein besonders vielversprechender Ansatzpunkt, da das häufig verwendete Chemotherapeutikum Methotrexat (MTX) diesen Stoffwechselweg hemmt und als Instrument zur genaueren Untersuchung seiner Funktionsweise verwendet werden könnte.

Durch die Verwendung von MTX fanden die Forscherinnen und Forscher zunächst heraus, dass das Medikament nur auf einen Teil des 1C-Stoffwechsels wirkt. Mit dieser neuen Erkenntnis konnten sie zwei Dinge feststellen. Erstens, dass der betroffene Teil des 1C-Stoffwechsels für die Zellproliferation wichtig ist, nicht aber für die Fähigkeit der Zelle, sich an andere Orte zu bewegen (das zelluläre Motilitätspotenzial). Zweitens, dass der nicht beeinträchtigte Teil des 1C-Stoffwechsels einen wichtigen Einfluss auf das zelluläre Motilitätspotenzial hat. Aufgrund dieser bemerkenswerten Erkenntnis war das Team in der Lage, die Metastasierung von Tumoren in einem Brustkrebsmodell zu hemmen, indem es auf bestimmte Teile des 1C-Stoffwechsels einwirkte.

Wir zeigen, dass die Hemmung eines bestimmten Teils des 1C-Stoffwechsels das Wachstum des primären Brusttumors nicht beeinträchtigt, aber die Metastasierung an bestimmten Stellen, wie z. B. in der Lunge, stark hemmt. Daraus schließen wir, dass dieser Teil des 1C-Stoffwechsels zwar für die Wachstumsfähigkeit entbehrlich ist, den Krebszellen aber einen Vorteil verschafft, indem er ihr Motilitätspotenzial unterstützt

fasst die Hauptautorin der Studie, Dr. Nicole Kiweler von der Abteilung Krebsforschung des LIH, zusammen.

Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse plant die Arbeitsgruppe von Johannes Meiser, die Forschung noch weiter voranzutreiben. „Angesichts früherer Arbeiten und der aktuellen Studie könnte es auch Unterschiede beim Vergleich von Migration und Invasion [von Krebszellen] geben. Laufende Untersuchungen in unserem Labor werden dazu beitragen, diese Fragen zu beantworten.“

The study was published recently in Nature Communications, a multidisciplinary journDie Studie wurde kürzlich in Nature Communications, einer multidisziplinären Zeitschrift der renommierten Nature Research Gruppe, unter dem vollständigen Titel „Mitochondria preserve an autarkic one-carbon cycle to confer growth-independent cancer cell migration and metastasis“ veröffentlicht. (DOI: 10.1038/natcommun/s41467-022-30363-y).