Der zelluläre Mechanismus kann die Krebsbehandlung verändern
Die Metastasierung oder die Ausbreitung von Krebs im ganzen Körper ist ein komplexer Prozess, den Forscher zu verstehen und letztendlich zu verhindern versuchen. Neue Forschungen bringen uns diesem endgültigen Ziel näher, da Wissenschaftler einen Mechanismus entdecken, der unser Verständnis der Proliferation von Krebszellen verändert.
Das Verständnis der Ausbreitung von Krebs ist entscheidend, um ihn zu stoppen. In letzter Zeit haben Forscher erhebliche Fortschritte in dieser Richtung erzielt.
Mithilfe der neuesten Bildgebungstechniken konnten Wissenschaftler beispielsweise sehen, wie Krebszellen im Blutkreislauf „surfen“ und durch Blutgefäße eindringen, um neue Ziele zu erreichen.
Andere Studien haben gezeigt, wie der Verlust bestimmter Proteine dazu führt, dass Krebszellen ihre Form ändern, was ihnen hilft, dem Immunsystem zu entkommen.
In einer neuen Studie wird nun ein zellulärer Mechanismus näher beleuchtet, der es Krebszellen ermöglicht, sich zu teilen und zu migrieren. Die Forschung wurde von einem internationalen Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Steffen Scholpp durchgeführt, der Professor und Hauptforscher an der University of Exeter in Großbritannien ist.
Prof. Scholpp und Kollegen hoffen, dass ihre Ergebnisse - die in der Zeitschrift veröffentlicht wurden eLife - wird dazu beitragen, die Behandlungspraktiken nicht nur bei Krebs, sondern auch bei Entwicklungsstörungen zu ändern.
Signalprotein sorgt für den eigenen Transport
Damit sich ein Organismus normal entwickeln kann, müssen Zellen in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren oder Signale zu senden.
Sogenannte Wnt-Proteine sind für diesen Entwicklungsprozess von entscheidender Bedeutung. Sie kontrollieren die Proliferation von Zellen und sind daher entscheidend für die Entwicklung von Embryonen und Organen.
Mit anderen Worten, das Wnt-Signal treibt das Wachstum an, indem es den Zellen ermöglicht, sich zu teilen. Während Wachstum normalerweise eine gute Sache ist, kann eine fehlerhafte Wnt-Signalübertragung bei Krebs dazu führen, dass sich die „falschen“ Zellen teilen - die bösartigen.
Die Rolle der Wnt-Signalübertragung bei Krebs wurde gründlich dokumentiert, zuerst bei Darmkrebs und dann bei anderen Formen der Krankheit.
Bisher war jedoch der genaue Mechanismus, über den Wnt seine Signale sendet, unbekannt. Prof. Scholpp und seine Kollegen stellten jedoch fest, dass bestimmte Vorsprünge oder „Unebenheiten“ auf einer Zelle der Schlüssel für die Signalübertragung sind - was wiederum die Geschwindigkeit reguliert, mit der sich Zellen teilen und vermehren.
Diese Zellhöcker werden als Cytoneme bezeichnet und dienen dazu, „Signalproteine zwischen Signalzellen zu transportieren“.
Prof. Scholpp und sein Team stellten fest, dass die Signalübertragung von Wnt-produzierenden Zellen kurzgeschlossen wird, wenn sie die Bildung der Cytoneme stoppen. Sie konnten auch beobachten, wie sich Wnt über die Zellmembran bewegt und mit einem Rezeptor interagiert, so dass dieser ein Cytonem bildet.
Nach Kenntnis der Autoren ist dies das erste Mal, dass ein Signalprotein wie Wnt ein eigenes „Transportsystem“ schafft.
Auf dem Weg zu neuen Cytonem-Targeting-Behandlungen
Der leitende Forscher der Studie erklärt, was die Ergebnisse bedeuten und wie sie unser Verständnis der Zellbiologie revolutionieren.
„In den frühen Tagen glaubten die Forscher, dass Signalmoleküle von Zellen in den extrazellulären Raum, den Bereich zwischen den Zellen, freigesetzt werden und zufällig diffundieren. Dies würde bedeuten, dass Zielzellen von einer Mischung verschiedener Signalmoleküle umgeben sind. “
„Im Gegensatz dazu“, fährt Prof. Scholpp fort, „zeigen unsere Untersuchungen, dass es ein flexibles Gitter aus winzigen Vorsprüngen gibt, die alle Zellen in einem mehrzelligen Körper verbinden. Dieses neuartige Konzept ermöglicht einen schnellen, präzisen und kontrollierten Informationsaustausch zwischen Senderzellen und Zielzellen. “
"Wir haben begonnen, die Eigenschaften dieses Informationsgitters in der Matrix eines Gewebes zu verstehen", sagt der Forscher und fügt hinzu: "Dies sind sehr aufregende Zeiten für die Zellbiologie."
"Unsere Forschung liefert den ersten Einblick, wie dieses Netz von Zellvorsprüngen gebildet wird und welche Konsequenzen es hat, wenn wir diese Verbindungen ändern."
Prof. Steffen Scholpp
Solche Veränderungen könnten zu neuen Krebsmedikamenten führen, die die Bildung von Cytonemen stoppen.
Angesichts der wichtigen Rolle der Wnt-Signalübertragung bei der Embryo- und Organentwicklung sowie bei der Zellregeneration und Wundheilung könnten solche Medikamente auch zur Behandlung anderer Entwicklungszustände eingesetzt werden.
