Erst vor einem Jahrzehnt wurde die Ferroptose, eine eisenabhängige Form des programmierten Zelltods, entdeckt. Jetzt wollen Forscher aus Deutschland, Österreich und den USA diesen zelleigenen Mechanismus nutzen, um die Absiedelung von Tumorzellen aus dem Primärtumor zu unterbinden. Experimentelle Daten sind vielversprechend.
Der programmierte Zelltod ist von zentraler Bedeutung für die Homöostase komplexer Organismen. Neben der Apoptose gibt es weitere Mechanismen, mit denen der Körper alte und defekte Zellen eliminieren kann. Die erst 2012 entdeckte Ferroptose ist ein eisenabhängiger oxidativer Prozess, der auf toxischen Konzentrationen lipid-reaktiver Sauerstoffspezies basiert. Diese reagieren mit mehrfach ungesättigten Acylketten von Membran-Phospholipiden zu Lipidradikalen und weiter zu hochreaktiven Lipidperoxylradikalen. Diese setzen eine Kettenreaktion in Gang und führen schließlich zur Zerstörung der Zellmembranen.
Diesen Mechanismus des programmierten Zelltods will die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Thomas Brabletz, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Medizin I an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, nutzen, um wandernde Krebszellen auszuschalten und so die Entstehung von Metastasen zu verhindern. Dem Forscherteam gehören Wissenschaftler der Universitäten Wien, Innsbruck und Würzburg sowie des „Massachusetts Institute of Technology“ an.
Vor rund 20 Jahren hatte Brabletz entdeckt, dass Metastasen von Tumorzellen gebildet werden, die essenzielle Stammzelleigenschaften besitzen. Damit es zur Auswanderung einzelner Zellen aus dem Tumorverbund kommen kann, müssen sich diese zunächst verwandeln: Aus epithelialen Krebszellen werden mesenchymale Krebszellen, die die Fähigkeit besitzen, durch den Körper zu wandern. Schließlich siedeln sie sich irgendwo an und verwandeln sich anschließend wieder in epitheliale Krebszellen zurück. Sie teilen sich und entwickeln sich zu Metastasen.
Wandernde Krebszellen haben eine Achillesferse
Unlängst machte die Arbeitsgruppe um Brabletz eine interessante Entdeckung: Die Wanderzellen haben eine Achillesferse: Im Zuge der Metamorphose zu mesenchymalen Zellen stellen die Tumorzellen ihren Stoffwechsel um und lagern in großen Mengen mehrfach ungesättigte Fettsäuren in die Zellmembran ein, was deren Elastizität erhöht. Gleichzeitig machen sie sich dadurch aber verwundbar, denn jetzt bieten sie einen idealen Angriffspunkt für die Ferroptose. Es müsste „nur“ gelingen, in den Tumorzellen den programmierten Zelltod durch Ferroptose auszulösen, dann hätte man einen universellen Schlüssel, um in den Prozess der Metastasierung einzugreifen.
Im Tierexperiment waren die Forscher bereits erfolgreich, und sie sind zuversichtlich, dass man auf dieser Basis Medikamente für den Menschen wird entwickeln können. „Aktuell arbeiten wir daran, bestimmte Enzyme pharmakologisch so zu manipulieren, dass die Krebszellen noch empfindlicher gegen die Ferroptose werden“, sagt Brabletz. Bei Krebsarten mit hohem Metastasierungspotenzial, so die Vision, könnte man klassische Krebsmedikamente mit dem Ferroptoseansatz kombinieren und würde so die Chancen steigern, den Tumor in Schach zu halten und seine Ausbreitung zu verhindern.
Quelle: Pressemitteilung der FAU Erlangen-Nürnberg vom 15. Juli 2024
Bildquelle: erstellt mit DALL-E durch die Verwendung von OpenAI’s ChatGPT
