Krebszellen aushungern

Krebszellen sind häufig schlecht mit Blutgefäßen versorgt und müssen daher in einer nährstoffarmen Umgebung wachsen. Sie bewältigen dies, indem sie auf Proteine als alternative Nahrungsquelle umsteigen. Wissenschaftler in Wien und Heidelberg haben nun ein Protein identifiziert, das den Krebszellen den Umstieg auf Nahrungsalternativen ermöglicht, wie sie im Fachjournal "Science" berichten. Dies könnte einen möglichen Weg aufzeigen, Krebszellen gezielt auszuhungern.

Bevorzugtes Nahrungsmittel für Zellen sind üblicherweise freie Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, die mit dem Blut angeliefert werden. Wenn Krebszellen in schlecht mit Blut versorgtem Tumorgewebe wenige Nährstoffe zur Verfügung stehen, können sie ihre Ernährung umstellen und auf den Abbau von Proteinen in ihrer Umgebung umschalten. Bisher wurden die Mechanismen dieser Umstellung nicht gut verstanden.

Die Wissenschaftler um Johannes Zuber vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) und Wilhelm Palm vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg haben in ihrer Arbeit Krebszellen einem Aminosäuremangel ausgesetzt wie er in vielen Tumoren auftritt. Mit der Genschere CRISPR-Cas9 schalteten sie dann einzeln Gene aus, um Komponenten zu identifizieren, die an der Umstellung der Nährstoffquelle beteiligt sind.

Die Forscher entdeckten dabei ein bisher nicht charakterisiertes Gen, das ausschließlich dann eine Rolle spielt, wenn sich die Krebszellen mangels üblicher Nährstoffe von Proteinen aus der Umgebung ernähren. Dieses "LYSET" (Lysosomal Enzyme Trafficking Factor) genannte Gen ist entscheidend für die Funktion der sogenannten Lysosomen, die auch als "Magen der Zelle" bezeichnet werden. Diese kleinen Zellstrukturen enthalten u.a. Enzyme, um Fremdstoffe oder körpereigene Stoffe wie Proteine abzubauen.

Weitere Experimente wiesen darauf hin, dass LYSET eine zentrale Komponente jenes Stoffwechselwegs (Mannose-6-Phosphat) ist, der für den Nachschub an Verdauungsenzymen an die Lysosomen sorgt. Fehlt LYSET, fehlen den Krebszellen die Enzyme in ihren Lysosomen und sie können nicht mehr zur alternativen Nährstoffquelle wechseln. In mehreren Mausmodellen zeigten die Forscher, dass dann die Tumorentwicklung stark verlangsamt ist. Zuber sieht deshalb in LYSET und dem Mannose-6-Phosphat-Weg einen möglichen molekularen Ansatzpunkt, um bei Krebszellen in den Stoffwechsel therapeutisch einzugreifen, wie er in einer Aussendung erklärte.