Wie ein Enzym die Ausbreitung von Krebs stoppen könnte
Wissenschaftler haben einen neuen Enzymmechanismus identifiziert, der Krebszellen induziert, die im Begriff sind, zu migrieren, um sich selbst zu zerstören, indem sie ihre winzigen Kraftwerke oder Mitochondrien abbauen. Sie hoffen, dass diese Entdeckung zu neuen Behandlungen führen wird, die die Ausbreitung von Tumoren verhindern können.
Der Prozess, durch den sich Krebszellen von ihren primären Stellen lösen und in nahe und fernes Gewebe wandern, wird als Metastasierung bezeichnet.
Es ist der „Hauptgrund“, dass Krebs eine so schwere Krankheit ist.
Sobald die Metastasierung begonnen hat, ist die Krankheit viel schwerer zu kontrollieren und nur wenige Krebsarten können geheilt werden, sobald sie metastasiert werden.
Zum Beispiel, obwohl nur etwa 5 Prozent der Brustkrebserkrankungen bei Frauen bei der Erstdiagnose metastasierend sind, ist die überwiegende Mehrheit der Todesfälle auf Metastasen zurückzuführen.
Ablösung von der extrazellulären Matrix
In einem Bericht über die Ergebnisse, der kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht wurde NaturzellbiologieForscher der University of Notre Dame in Indiana erklären, wie sich Krebszellen zuerst von der extrazellulären Matrix - oder dem „Proteingerüst“, das normalerweise die Zellen an Ort und Stelle hält - lösen müssen, bevor sie mit der Migration beginnen können.
Um sich erfolgreich zu befreien, müssen Krebszellen verschiedene Mechanismen besiegen, die normalerweise den Zelltod auslösen, wenn sich Zellen von der extrazellulären Matrix lösen. Während sich Tumore entwickeln, können ihre Zellen gegen diese Mechanismen resistent werden.
Frühere Untersuchungen deuteten darauf hin, dass ein solcher Mechanismus durch Erhöhung des oxidativen Stresses auf die Zelle wirken könnte, aber die Details sind "schlecht definiert" geblieben, bemerken die Autoren.
Die neue Studie untersuchte ein Zellezym namens Rezeptor-interagierende Proteinkinase 1 (RIPK1), von dem bereits bekannt war, dass es eine Rolle bei einer Art von Zelltod spielt, die Nekrose genannt wird.
Eine überraschende neue Rolle für RIPK1 beim Zelltod
Während der Untersuchung von RIPK1 stellten die Wissenschaftler überrascht fest, dass das Enzym einen Einfluss auf die Mitochondrien zu haben schien, was auf eine Rolle bei einer völlig anderen Art des Zelltods schließen lässt.
„Wir haben wirklich gedacht“, erklärt der leitende Studienautor Zachary Schafer, Associate Professor für Krebsbiologie, „dass dies eine Geschichte über Nekrose sein würde, aber wir konnten keine Beweise dafür sehen und wussten, dass es etwas geben musste wurden vermisst."
Er und seine Kollegen zeigten, dass die Aktivierung von RIPK1, wenn sich die Zelle von der extrazellulären Matrix löst, einen Prozess namens Mitophagie auslöst, der Mitochondrien abbaut. Dies sind die winzigen Zellkompartimente - manchmal auch als „Kraftwerke“ bezeichnet -, die den größten Teil der Zellenergie liefern.
Die Mitophagie löst weitere Reaktionen in der abgelösten Zelle aus, die den Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies erhöhen, oder in den Verbindungen, die den oxidativen Stress verursachen, der zum Zelltod führt.
"Die Betrachtung der Mitochondrienzahlen hat unser Denken grundlegend verändert und uns auf eine andere Art und Weise konzentriert, wie RIPK1 zum Absterben von Zellen führen kann."
Prof. Prof.Zachary Schafer
Weitere Tests ergaben, dass die Blockierung des relevanten RIPK1-Signalwegs die Tumorbildung in einem lebenden Modell fördert.
Die Autoren der Studie kommen zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass die gezielte „RIPK1-vermittelte Induktion der Mitophagie“ ein wirksames Mittel sein könnte, um die Ausbreitung von Tumoren zu verhindern, indem Krebszellen eliminiert werden, die sich von der extrazellulären Matrix lösen.
