Wie Vitamin D bei der Bekämpfung von behandlungsresistentem Krebs hilft
Die Hauptursache für das Versagen bei Chemotherapie-Behandlungen ist, dass Tumore Resistenzen gegen Krebsmedikamente entwickeln. Eine neue Studie zeigt nun, wie Vitamin D helfen kann, dieses Problem zu überwinden.
Forscher der South Dakota State University in Brookings haben gezeigt, dass Calcitriol und Calcipotriol, zwei aktive Formen von Vitamin D, einen Mechanismus blockieren können, der es Krebszellen ermöglicht, arzneimittelresistent zu werden.
Der Mechanismus ist ein Arzneimitteltransporterprotein, das als Multidrug Resistance-Associated Protein 1 (MRP1) bezeichnet wird. Das Protein sitzt in der Zellwand und treibt eine Pumpe an, die Krebsmedikamente aus der Zelle ausstößt.
Die Forscher zeigten, dass Calcitriol und Calcipotriol Krebszellen mit zu viel MRP1 selektiv verbessern und zerstören können.
Surtaj Hussain Iram, Ph.D. - ein Assistenzprofessor für Chemie und Biochemie an der South Dakota State University - ist der leitende Studienautor einer kürzlich erschienenen Studie Arzneimittelstoffwechsel und Disposition Papier über die Ergebnisse.
Er erklärt: "Mehrere epidemiologische und präklinische Studien zeigen die positive Wirkung von Vitamin D bei der Verringerung des Krebsrisikos und des Fortschreitens. Wir sind jedoch die Ersten, die seine Wechselwirkung mit dem Arzneimitteltransporterprotein und seine Fähigkeit zur selektiven Abtötung von arzneimittelresistenten Krebszellen entdecken."
Iram erklärt, dass Calcitriol und Calcipotriol keine „naiven Krebszellen“ abtöten können, die noch keine Chemoresistenz entwickelt haben. Sobald die Zellen jedoch arzneimittelresistent werden, fallen sie Calcitriol und Calcipotriol zum Opfer.
Transporterproteine, Multiresistenz
Arzneimitteltransporterproteine steuern die Zellprozesse, die Arzneimittel absorbieren, verteilen und aus dem Körper ausstoßen.
Krebszellen, die Resistenzen gegen Chemotherapeutika entwickeln, überexprimieren oder überproduzieren häufig Transporterproteine. Diese Häufigkeit ist die Hauptursache für Chemoresistenz.
Studien haben eine Überexpression von MRP1 mit einer Multidrug-Resistenz bei Krebserkrankungen der Brust, Lunge und Prostata in Verbindung gebracht.
Die Tatsache, dass Calcitriol und Calcipotriol chemoresistente Krebszellen abtöten können, ist ein Beispiel für das, was Wissenschaftler als „Kollateralempfindlichkeit“ bezeichnen.
Kollaterale Empfindlichkeit ist die "Fähigkeit von Verbindungen, multiresistente Zellen abzutöten", jedoch nicht die Elternzellen, aus denen sie stammen.
Rund 90% der Misserfolge bei der Chemotherapie sind auf erworbene Arzneimittelresistenzen zurückzuführen. Multiresistente Zellen sind resistent gegen Medikamente geworden, die sich nicht nur in ihrer Struktur, sondern auch in ihrer Wirkungsweise unterscheiden.
Die Hauptursache für einen solchen Widerstand sind Effluxpumpen, die so viel des Arzneimittels austreiben, dass der in der Zelle verbleibende Spiegel zu niedrig ist, um wirksam zu sein.
Achillesferse von arzneimittelresistenten Krebszellen
Während eine Überexpression von MRP1 in dem Sinne von Vorteil ist, dass Krebszellen Chemotherapeutika abpumpen können, ist dies auch ein potenzieller Nachteil, da durch gezieltes Ansteuern des Proteins die Pumpe ausgeschaltet werden kann.
Wie Iram betont: „Wenn man in einem Bereich an Stärke gewinnt, entsteht in einem anderen Bereich normalerweise Schwäche - alles in der Natur hat seinen Preis.“
"Unser Ansatz", fügt er hinzu, "besteht darin, die Achillesferse von arzneimittelresistenten Krebszellen durch Ausnutzung der Fitnesskosten von Resistenzen zu bekämpfen."
Unter Verwendung von kultivierten Krebszellen testeten er und seine Kollegen acht Verbindungen, bei denen in früheren Studien festgestellt wurde, dass sie mit MRP1 interagieren können.
Von den acht Verbindungen stellten sie fest, dass "der aktive Metabolit von Vitamin D-3, Calcitriol und seinem analogen Calcipotriol" sowohl die Transportfunktion von MRP1 blockierte als auch nur Zellen abtötete, die das Transporterprotein überexprimierten.
"Unsere Daten", schließen die Autoren, "weisen auf eine mögliche Rolle von Calcitriol und seinen Analoga bei der Bekämpfung von Malignitäten hin, bei denen die MRP1-Expression eine herausragende Rolle spielt und zur [Resistenz gegen mehrere Arzneimittel] beiträgt."
Weitreichende Implikationen
Iram sagt, dass ihre Ergebnisse auch Auswirkungen auf die Behandlung vieler anderer Krankheiten haben.
MRP1 verringert nicht nur die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten, sondern kann auch die Wirkung von Antibiotika, Virostatika, Entzündungshemmern, Antidepressiva und HIV-behandelten Medikamenten schwächen.
Darüber hinaus ist MRP1 nur eine Art von Transporterprotein. Es gehört zu einer großen Familie - ABC-Transportern genannt -, die Substanzen in und aus allen Arten von Zellen transportieren, nicht nur in Tieren, sondern auch in Pflanzen.
Tatsächlich gibt es mehr ABC-Transporterproteine in Pflanzen, was bedeutet, dass die Ergebnisse auch weitreichende Auswirkungen auf Ernährung und Landwirtschaft haben könnten.
„Wenn wir diese Transporter besser in den Griff bekommen, können wir die Wirksamkeit von Arzneimitteln verbessern. Patienten können weniger Medikamente einnehmen, erzielen jedoch den gleichen Effekt, da die Medikamente nicht so stark abgepumpt werden. “
Surtaj Hussain Iram, Ph.D.
