Bei Brustkrebs im Stadium IV, der Metastasen bildet, lösen sich die Krebszellen vom ursprünglichen Tumor und streuen in der Regel in die Knochen, die Leber oder die Lunge.
Neue Form der Krebsbehandlung in Sicht
In einer neuen Studie, die im Rahmen des MetEpiStem-Projekts durchgeführt wurde, wird beschrieben, was mit metastasierenden Brustkrebszellen geschieht, wenn sie von der ursprünglichen Stelle in der Brust in Weichgewebe wie die Lunge wandern.
In der Studie wurde festgestellt, dass sich der Stoffwechsel von Krebszellen verändert, wenn sie sich in Organe mit einer weichen Mikroumgebung ausbreiten, und dass sie gegen einige Chemotherapeutika resistent werden.
Es wurde beobachtet, dass die Versteifung der Mikroumgebung des Primärtumors das Tumorwachstum fördert, aber wenn Krebszellen in Gewebe wie die Lunge wandern, finden sie sich in einer weichen Umgebung wieder, erläutert Patrizia Romani, Erstautorin der Studie und Organisatorin des MetEpiStem-Projekts an der Universität Padua, Italien.
Es ist bereits bekannt, dass die mechanischen Eigenschaften von Geweben das Verhalten von Zellen, einschließlich Krebszellen, regulieren können, stellt die Autorin fest und führt weiter aus, dass die Weichheit des Metastasenherds zwar dazu führt, dass die Metastasenzellen langsamer wachsen, aber auch ihre antioxidativen Abwehrkräfte erhöht.
Mechanismen für Resistenzen gegen Chemotherapie
Diese Erkenntnis erklärt die Tatsache, dass Lungenmetastasen oft resistent gegen Chemotherapie sind und viele Jahre lang inaktiv bleiben können, bis sie einen Rückfall erleiden.
Das Forscherteam untersuchte die Mechanismen, die dafür verantwortlich sind. Dabei stellten sie fest, dass metastatische Zellen in einer weichen Mikroumgebung Prozesse wie die mitochondriale Spaltung und die Produktion von chemischen Mediatoren (reaktive Sauerstoffspezies) aktivieren.
Diese wiederum aktivieren den Transkriptionsfaktor NRF2, der seinerseits den antioxidativen Stoffwechsel ankurbelt. In der Folge werden die Krebszellen resistent gegen die Behandlung mit bestimmten Formen der Chemotherapie.
Verkürzte Mitochondrien als Ursache
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass alles auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Mitochondrien – Organellen, die einen Großteil der für die biochemischen Reaktionen einer Zelle benötigten Energie erzeugen – in einer weichen Mikroumgebung kürzer werden.
Durch eine komplexe Kette von molekularen Ereignissen werden die Krebszellen durch diese Verkürzung dazu angeregt, große Mengen an antioxidativen Molekülen zu produzieren, was sie widerstandsfähiger gegen einige Chemotherapeutika macht.
In Experimenten an Labortieren wurde bestätigt, dass metastasierende Krebszellen empfindlich auf Chemotherapie reagieren, wenn die Produktion antioxidativer Moleküle unterbunden wird, etwa durch eine Verkürzung der Mitochondrien. Dieser Eingriff kann außerdem das Wiederauftreten von metastasierendem Krebs verhindern.
Die Entdeckung hat das Potenzial, zu neuen therapeutischen Ansätzen zu führen, die sich darauf konzentrieren, das Wachstum metastasierender Zellen zu verhindern, anstatt den Wachstumsprozess zu behindern, wenn er bereits begonnen hat.
Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift Nature Cell Biology veröffentlicht.
Quellen
- University of Padua
- Patrizia Romani et al, Mitochondrial fission links ECM mechanotransduction to metabolic redox homeostasis and metastatic chemotherapy resistance, Nature Cell Biology (2022). DOI: 10.1038/s41556-022-00843-w
vgt
Quelle: MrWissen2go
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