Krebszellen sind oft schlecht mit Blutgefäßen versorgt und müssen daher in einer nährstoffarmen Umgebung wachsen. Sie kommen damit zurecht, indem sie auf Protein als alternative Nahrungsquelle umsteigen. Wissenschaftler aus Wien und Heidelberg haben jetzt ein Protein identifiziert, das es Krebszellen ermöglicht, auf alternative Lebensmittel umzusteigen, berichtet das Fachblatt Science. Dies könnte auf einen möglichen Weg hindeuten, Krebszellen gezielt auszuhungern.
In Mausmodellen konnte die Tumorentwicklung verlangsamt werden
Die bevorzugte Nahrung für Zellen sind meist freie Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, die im Blut zugeführt werden. Wenn Krebszellen in blutarmem Tumorgewebe nur wenige Nährstoffe zur Verfügung haben, können sie ihre Ernährung umstellen und sich dem Abbau von Proteinen in ihrer Umgebung zuwenden. Bis jetzt sind die Mechanismen dieses Schalters nicht gut verstanden worden.
In ihrer Arbeit setzten Wissenschaftler um Johannes Zuber vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) und Wilhelm Palm vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg Krebszellen einem Mangel an „Aminosäuren“ aus, der in vielen Tumoren auftritt. Anschließend verwendeten sie die CRISPR-Cas9-Genschere, um Gene einzeln auszuschalten, um die Komponenten zu identifizieren, die an der Änderung der Nährstoffquelle beteiligt sind.
“LYSET” entscheidend für Lysosomen
Die Forscher entdeckten ein bisher nicht charakterisiertes Gen, das nur dann eine Rolle spielt, wenn sich Krebszellen aufgrund eines Mangels an normalen Nährstoffen von Proteinen aus der Umwelt ernähren. Dieses als „LYSET“ (Lysosomal Enzyme Trafficking Factor) bezeichnete Gen ist entscheidend für die Funktion der sogenannten Lysosomen, die auch als „Magen der Zelle“ bezeichnet werden. Diese kleinen zellulären Strukturen enthalten unter anderem Enzyme zum Abbau von Fremdstoffen oder körpereigenen Stoffen wie Proteinen.
Zusätzliche Experimente zeigten, dass LYSET ein zentraler Bestandteil des Stoffwechselwegs (Mannose-6-Phosphat) ist, der Lysosomen mit Verdauungsenzymen versorgt. Fehlt LYSET, fehlen den Krebszellen die Enzyme in ihren Lysosomen und sie können nicht mehr auf die alternative Nährstoffquelle ausweichen. In mehreren Mausmodellen zeigten die Forscher, dass die Tumorentwicklung stark verlangsamt wird. Daher sieht Zuber LYSET und den Mannose-6-Phosphat-Weg als möglichen molekularen Ansatzpunkt, um therapeutisch in den Stoffwechsel von Krebszellen einzugreifen, wie er in einer Pressemitteilung erläutert.
Veröffentlichung:
(APA/rot, Foto: APA/APA/dpa)