Krebs «aushungern» - ein Weg zur Heilung?

Lugano-Bellinzona, 16. Januar 2018. Jahrelang hat die Forschung versucht, die Mechanismen hinter dem Krebszellenwachstum zu verstehen: Genau wie ein Auto benötigen auch Tumorzellen Treibstoff (Metaboliten), um zu wachsen und sich zu vermehren. Welche Metaboliten Krebszellen effektiv benötigen, lag jedoch bis heute im Dunkeln. Ein Forschungsteam des Istituto Oncologico di Ricerca (IOR) der Università della Svizzera italiana (USI, Fakultät für Biomedizinische Wissenschaften) unter der Leitung von Professor Andrea Alimonti hat einen der betreffenden Wachstumsmechanismen identifiziert. Die Ergebnisse wurden vor Kurzem in der renommierten Fachzeitschrift Nature Genetics veröffentlicht.

Jahrelang glaubte man, dass Tumorzellen in erster Linie auf vermehrte Glukosezufuhr angewiesen seien, um ihr Wachstum unter Umgehung des mitochondrialen Metabolismus zu unterstützen, so die zu Beginn des letzten Jahrhunderts durch den Medizin-Nobelpreisträger Otto Warburg aufgestellte Theorie. Das Mitochondrium ist ein Zellorganell, welches die für das Überleben der Zelle notwendige Energie produziert und dabei ähnlich wie ein Elektrizitätskraftwerk funktioniert. «Anders als diese fast ein Jahrhundert lang geltende Hypothese», so Professor Alimonti, «zeigt unsere Entdeckung, dass die Prostata-Tumorzellen gerade auf das Mitochondrium angewiesen sind, nicht weil dieses Energie produziert, sondern weil es in der Lage ist, einen spezifischen metabolischen Prozess zu regulieren. Das Mitochondrium ist insbesondere fähig, über einen Enzymkomplex mit dem Namen PDC die Fettsäuresynthese (Lipogenese) zu regeln.

Die in Nature Genetics veröffentliche Studie zeigt, dass Prostatatumorzellen selbst bei erhöhter Glykolyse nicht wachsen und metastasieren können, wenn sie nicht fähig sind, effektive Lipide zu produzieren. Wir haben entdeckt», führt Professor Alimonti aus, «dass der Enzymkomplex PDC in Prostatatumorzellen um das Zehnfache aktiver ist als in einer normal wachsenden Zelle, und dass diese Tumorzellen daher sehr viele Lipide bilden.»

Bekanntlich kann eine an Fettstoffen reiche Diät das Prostatakrebsrisiko begünstigen. Übergewichtige Personen haben ein höheres Risiko, an dieser Art von Tumor zu erkranken. Die Treibstoffwirkung von Lipiden bei der Bildung von Tumoren ist jedoch nie ganz geklärt worden. Daher eröffnet diese Entdeckung neue und unerwartete Wege zu allfälligen Krebstherapien.

«Wir haben eine Reihe von pharmazeutischen Wirkstoffen identifiziert, die in der Lage sind, selektiv – in verschiedenen Experimentalmodellen – das mitochondriale Enzym zu hemmen, welches für das Tumorwachstum verantwortlich ist, und somit auch die Fettsäuresynthese, ohne die normalen Zellen zu schädigen. Ich möchte allerdings präzisieren», so das Schlusswort von Professor Alimonti, «dass unsere Entdeckung nicht etwa besagt, dass Tumorpatienten sich einer strikten Diät unterziehen sollten; dies wäre im Übrigen schädlich: Eine Reduktion des Fettes in den Tumorzellen lässt sich nur mit spezifischen Arzneimitteln erzielen, die den Stoffwechsel in der Tumorzelle hemmen.»

Unterstützt wurde die Forschungsarbeit auch vom Erstautor des Artikels in Nature Genetics, Dr. J. Chen (IOR), und von Dr. A. Cavalli am Istituto di ricerche in biomedicina (IRB) in Zusammenarbeit mit anderen Forschungszentren in der Schweiz, Spanien und England.

Die Studie wurde durch den European Research Council (ERC), den Schweizerischen Nationalfonds, die IBSA Foundation, die Helmut Horten Stiftung und die Dr. Josef Steiner Krebsstiftung gefördert.

Legende des hochauflösendes Bild: Das mit einem hochauflösenden Konfokalmikroskop aufgenommene Immunofluoreszenzbild zeigt Tumorzellen eines Protatatumors, die Lipidtröpfchen (rot eingefärbt) im Zytoplasma ansammeln. Zellkerne in grau.

Die Veröffentlichung in Nature Genetics finden Sie hier: https://doi.org/10.1038/s41588-017-0026-3