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Medizin

Wachstum von Pankreaskarzinom­zellen in Mäusen gestoppt

Donnerstag, 7. November 2019

Mitochondrien /Wire_man stock.adobe.com
Mitochondrien verbrennen Sauerstoff und stellen dadurch Energie für den Körper bereit. Ohne Sauerstoff oder bei Nährstoffmangel müssen Zellen schnell ihre Energieversorgung umstellen. /Wire_man stock.adobe.com
Köln – Tumore programmieren Zellen um, damit sie sich auch mit wenig Nährstoffen und unter Sauerstoffmangel weiter ausbreiten können. Ein wichtiges Enzym aus Mitochondrien, dass in diese Anpassung involviert ist, haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut (MPI) für Biologie des Alterns jetzt entdeckt und bei Tumoren in der Bauchspeicheldrüse von Mäusen und menschlichen Pankreastumorzellen untersucht (Nature 2019; doi: 10.1038/s41586-019-1738-6).

„Es war schon länger bekannt, dass Zellen die Anzahl an Mitochondrien reduzieren, wenn sie bei Sauerstoffmangel auf Glykolyse umsteigen und diese nicht mehr für die Energieproduktion benötigen. Wir haben jetzt herausgefunden, dass die noch verbleibenden Mitochondrien zusätzlich umprogrammiert werden, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden“, erklärt Max-Planck-Direktor Thomas Langer.

Zellen stellen sich auf Sauerstoffmangel ein, indem sie ihre Energieversorgung auf die Glykolyse umstellen, bei der Zucker ohne Sauerstoff vergärt wird. Dies kann zum Beispiel im Alter nötig sein, da die Zellen im Körper häufig schlechter mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Aber auch Krebszellen können dieses Problem haben, da einige Tumore schlecht durchblutet sind und so wenig Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen gelangen.

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Bei dem neu entdeckten Signalweg wird eine Protease in der Membran von Mitochondrien für die Umstellung auf Glykolyse aktiviert und baut dann verschiedenste Proteine in den Organellen ab. Dadurch können keine neuen Mitochondrien mehr gebildet werden und die verbleibenden Mitochondrien ändern ihren Stoffwechsel. Dieser Prozess stoppt irgendwann von selbst, da die Protease bei hoher Aktivität anfängt sich selbst abzubauen. „Dieser Signalweg hat nicht nur eine eingebaute Zeitschaltuhr, sondern ermöglicht eine sehr schnelle Antwort auf Sauerstoffmangel“, erklärt Langer.

Im Zellmodell konnten die Forscher die Funktion des Signalwegs bestätigen. Dafür haben sie Krebszellen von Patienten mit Pankreastumoren untersucht. Diese Tumore wachsen unter Sauerstoffmangel und sind höchst aggressiv. Wurde der Signalweg in den Mitochondrien unterbrochen, verringerte sich das Tumorwachstum. Dies zeigte sich auch bei Tumoren in der Bauchspeicheldrüse von Mäusen.

„Gegen Pankreaskrebs gibt es bis jetzt keine Behandlung. Ich glaube, dass diese Protease ein sehr interessantes therapeutisches Ziel sein kann“, erklärt Langer. Allerdings seien bis jetzt keine Substanzen bekannt, die auf diese Protease wirken würden. © gie/idw/aerzteblatt.de

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