Wie sich Lungenkrebszellen verkleiden, um der Chemotherapie zu entgehen
Neue Forschungen haben die chamäleonischen Fähigkeiten von Lungenkrebszellen gezeigt: Durch die Übernahme der Merkmale von Zellen aus anderen wichtigen Organen können Lungenkrebszellen der Chemotherapie entgehen. Die Ergebnisse eröffnen Wege für gezieltere Therapien.
Lungenkrebs ist heute weltweit und in den USA die häufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle.
Die Krankheit hat auch eine der niedrigsten Überlebensraten - teilweise, weil Lungenkrebstumoren entweder von Anfang an behandlungsresistent sind oder im Laufe der Zeit eine Resistenz gegen die Behandlung entwickeln.
Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass ein Grund dafür, warum Krebszellen einer Chemotherapie entgehen können, in ihrer Fähigkeit liegt, Eigenschaften von Zellen benachbarter Organe zu übernehmen.
Darüber hinaus wurde die neue Studie von Purushothama Rao Tata, einem Assistenzprofessor für Zellbiologie an der Medizinischen Fakultät der Duke University in Durham, NC, geleitet und in der Zeitschrift veröffentlicht Entwicklungszelle - findet eine genetische Mutation und einen Mechanismus, die diesen Formwandelprozess antreiben.
Wie sich Lungenkrebszellen verkleiden
Prof. Tata und sein Team analysierten genetische Daten aus einer großen genetischen Datenbank, in der Tausende von Proben von 33 verschiedenen Krebsarten gesammelt und deren Genome profiliert wurden.
Die Forscher konzentrierten sich auf den sogenannten nicht-kleinzelligen Lungenkrebs, der 80 bis 85 Prozent aller Lungenkrebsfälle ausmacht.
Bei der Analyse der Genome von Lungenkrebstumoren stellten die Wissenschaftler fest, dass einer großen Anzahl von ihnen NKX2-1 fehlte. Dies ist ein Gen, das dafür bekannt ist, Zellen zu „sagen“, dass sie sich spezifisch zu einer Lungenzelle entwickeln sollen.
Stattdessen stellte das Team fest, dass diese Zellen genetische Merkmale aufweisen, die normalerweise mit Magen-Darm-Organen wie Bauchspeicheldrüse, Zwölffingerdarm und Dünndarm sowie mit der Speiseröhre und der Leber verbunden sind.
Basierend auf diesen vorläufigen Beobachtungen stellten die Wissenschaftler die Hypothese auf, dass das Ausschalten des NKX2-1-Gens dazu führen würde, dass Lungenkrebszellen ihre Identität verlieren und die der benachbarten Organe übernehmen.
Daher testeten die Forscher diese Hypothese in zwei verschiedenen Mausmodellen. Im ersten Fall haben sie das Lungengewebe der Nagetiere des NKX2-1-Gens erschöpft. Dadurch veränderte das Lungengewebe sein Aussehen und überraschenderweise sein Verhalten.
Eine mikroskopische Analyse des Lungengewebes ergab, dass es begonnen hatte, Magengewebe in seiner Struktur zu ähneln und Verdauungsenzyme zu produzieren.
Dies könnte die Resistenz gegen Chemotherapie erklären
Als nächstes fragten sich Prof. Tata und sein Team, was passieren würde, wenn sie zwei Onkogene aktivieren würden: SOX2 und KRAS. Das Auslösen des ersteren führte zu Tumoren, die aussahen, als ob sie sich im Vorderdarm befanden, während das Aktivieren des letzteren Tumoren verursachte, die aussahen, als wären sie im Mittel- und Hinterdarm.
Zusammen kommen die Autoren zu dem Schluss: „Diese Ergebnisse zeigen, dass Elemente der pathologischen Tumorplastizität die normale Entwicklungsgeschichte von Organen widerspiegeln, indem Krebszellen Zellschicksale erwerben, die mit entwicklungsbezogenen Nachbarorganen verbunden sind.“
Prof. Tata, der auch Mitglied des Duke Cancer Institute ist, erklärt, was die Ergebnisse für das Verständnis bedeuten, wie Lungenkrebs eine Chemotherapie-Resistenz entwickeln kann.
"Krebszellen werden alles tun, um zu überleben", erklärt er. "Nach der Behandlung mit Chemotherapie schalten Lungenzellen einige der wichtigsten Zellregulatoren aus und nehmen die Eigenschaften anderer Zellen auf, um Resistenz zu erlangen."
"Krebsbiologen haben lange vermutet, dass sich Krebszellen in ihrer Form verändern könnten, um einer Chemotherapie zu entgehen und Resistenzen zu erlangen, aber sie kannten die Mechanismen hinter einer solchen Plastizität nicht."
Prof. Purushothama Rao Tata
"Jetzt, da wir wissen, womit wir es bei diesen Tumoren zu tun haben", fügt er hinzu, "können wir über die möglichen Wege nachdenken, die diese Zellen einschlagen könnten, und Therapien entwickeln, um sie zu blockieren."
