Durch das Stoppen der Tumorzellbewegung wird die Ausbreitung von Krebs gestoppt
Neue Erkenntnisse darüber, wie sich Tumorzellen bewegen, könnten bei der Entwicklung von Therapien zur Verhinderung der Ausbreitung von Krebs von großer Bedeutung sein.
Mithilfe eines experimentellen Modells verhinderten Wissenschaftler der Universität von Minnesota in Minneapolis die Ausbreitung von Krebszellen, selbst nachdem die Zellen ihre Bewegungsart geändert hatten.
Die Chancen, Krebs zu eliminieren, sind viel höher, wenn sich die Krankheit nicht über den Primärtumor hinaus ausgebreitet hat.
Rund 90 Prozent der krebsbedingten Todesfälle treten aufgrund von Metastasen oder der Fähigkeit von Tumoren auf, in nahegelegenes Gewebe einzudringen und sich auf andere Körperteile auszubreiten.
Eine Behandlung, die die Bewegung von Krebszellen stoppt, würde die Überlebensraten erheblich verbessern, indem den Ärzten mehr Zeit gegeben wird, sich mit dem Primärtumor zu befassen.
Die neue Studie, die in der Zeitschrift vorgestellt wurde Naturkommunikationkönnte einen großen Schritt in diese Richtung bedeuten.
"Krebszellen sind sehr hinterhältig"
Die Forscher stellten Laborversionen einer Tumorumgebung auf und beobachteten, wie sich Brustkrebszellen durch sie bewegten.
Mit Drogen versuchten sie, die Zellen zu stoppen, indem sie die Mechanismen, die als Motoren dienen, störten und die Kräfte für die Bewegung erzeugten.
Zur Überraschung der Wissenschaftler wechselten die Zellen zu einer völlig anderen Bewegungsart, was dazu führte, dass sie „sickernden“ Blobs ähnelten.
"Krebszellen sind sehr hinterhältig", bemerkt der leitende Autor Dr. Paolo P. Provenzano, Associate Professor an der Abteilung für biomedizinische Technik der Universität von Minnesota. Er gibt zu: "Wir haben nicht erwartet, dass die Zellen ihre Bewegung ändern."
Indem die Forscher beide Modi der Zellbewegung gleichzeitig anvisierten, „stoppten sie die Zellen in ihren Spuren“.
Dr. Provenzano bemerkt: "Es ist fast so, als hätten wir ihr GPS zerstört, damit sie die Autobahnen nicht finden konnten. […] Die Zellen saßen einfach da und bewegten sich nicht. "
Metastasierung und Zellbewegung
Die Metastasierung ist ein komplexer Prozess mit mehreren Stufen. In jedem Fall müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein, bevor der Krebs fortschreiten kann.
Beispielsweise unterliegen während der Invasion des benachbarten Gewebes sowohl die Tumorzellen als auch ihre Mikroumgebung oder die extrazelluläre Matrix großen Veränderungen.
Die meisten Zellen haben die Fähigkeit, sich durch die sie umgebende extrazelluläre Matrix zu bewegen, dank einer komplexen Rückkopplung von Hinweisen, die als Kontaktführung bekannt sind.
Wissenschaftler haben diese Anleitung in verschiedenen Situationen beobachtet, beispielsweise bei der Wundheilung und der Erzeugung und Regeneration von Organen.
Dr. Provenzano und sein Team sagen, dass die Kontaktführung auch Krebszellen hilft, Wege in Tumoren zu erkennen und zu verfolgen. Sie vergleichen die Leitmuster mit „Autobahnen“ für die Invasion von Krebszellen.
Die Überlebensraten sind bei Menschen mit Tumoren mit vielen dieser Muster tendenziell niedriger.
Die Autoren der neuen Studie stellen fest, dass die medizinische Gemeinschaft noch nicht vollständig verstanden hat, wie Krebszellen Hinweise zur Kontaktführung wahrnehmen.
Technische Tumor-Mikroumgebungen
Um zu untersuchen, wie die Zellen diese Pfade erkennen und ihnen folgen, entwickelte das Team 2D-Mikroumgebungen, die Muster von Leitfäden in Tumoren nachahmen.
Die Arbeit mit technischen Umgebungen beschleunigt diese Art der Forschung erheblich.
„Mithilfe dieser kontrollierten Netzwerk-Mikroumgebungen konnten wir Hunderte von Zellbewegungsereignissen in Stunden testen, verglichen mit einem oder zwei im gleichen Zeitraum, indem wir einen Tumor abbildeten“, erklärt der erste Studienautor Dr. Erdem D. Tabdanov, der ebenfalls arbeitet in der Abteilung für biomedizinische Technik der Universität.
Das folgende kurze Video von der University of Minnesota zeigt, was passiert ist, als die Forscher Medikamente verwendeten, um die motorischen Bewegungen von Brustkrebszellen zu steuern. Die Zellen wechselten zu einer fließenden, schlammartigen Bewegung, die auf verschiedenen Mechanismen beruht.
Das Team beabsichtigt, seine Methode an anderen Krebsarten zu testen und dann Versuche an Tieren zu starten. Wenn diese gut verlaufen, sollten Versuche am Menschen innerhalb weniger Jahre folgen.
Die Forscher müssen auch andere Aspekte des Ansatzes untersuchen, beispielsweise die Auswirkungen auf gesunde Zellen.
"Letztendlich möchten wir Wege finden, um die Bewegung von Krebszellen zu unterdrücken und gleichzeitig die Bewegung von Immunzellen zu verbessern, um den Krebs zu bekämpfen."
Dr. Paolo P. Provenzano
