Enzym macht Lungenkrebszellwachstum Konkurrenz und eröffnet neue Wege der Forschung

In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift Molecular Cell veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler einen neuen Weg entdeckt, das Wachstum von Lungenkrebszellen zu stoppen, indem sie die Fähigkeit der Zellen blockieren, alternative Nahrungsquellen zu nutzen. Die Wissenschaftler identifizierten den Stoffwechsel, mit dem Krebszellen ihr Wachstum steigern. Als Ergebnis der Studie werden neue Wege der Lungenkrebsbehandlung erforscht.Der Metabolismus von Krebszellen unterscheidet sich deutlich von dem normaler Zellen. Die schnelle Ausbreitung von Krebszellen bedeutet, dass sie einen höheren Energiebedarf haben. Die Krebszellen decken ihren erhöhten Energiebedarf mit Zucker (Glukose) als Hauptnahrungsquelle. Krebszellen verbrauchen Zucker zehn- oder sogar hundertmal höher als normale Zellen. Andererseits müssen Krebszellen bei Zuckermangel auf alternative Energiequellen zurückgreifen, um weiter zu wachsen und am Leben zu bleiben.

An der Studie war ein Forschungsteam der McGill University in Kanada, der ITMO University in Sankt Petersburg, Russland, der Washington University in St. Louis und der University of Bristol im Vereinigten Königreich beteiligt. Für die Studie untersuchten die Forscher die Reaktion von nicht-kleinzelligem Lungenkrebs Zucker als Hauptenergiequelle ist weniger verfügbar.

Forscher fanden heraus, dass einige der Lungenkrebszellen von Glukose auf die Aminosäure Glutamin umsteigen, wenn nicht genügend Zucker vorhanden ist. Das Forschungsteam fand auch heraus, dass Krebszellen das Enzym namens Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (PEPCK) verwenden, um den Stoffwechsel von Krebszellen neu zu starten. Frühere Studien hatten PEPCK nur in glukoseproduzierenden Geweben wie der Leber untersucht. Die Forscher fanden heraus, dass sie das Tumorwachstum in Mäusen verlangsamen konnten, indem sie PEPCK in Krebszellen blockierten.

„Wir fanden heraus, dass einige Krebszellen auch PEPCK exprimieren, und dies verleiht ihnen die Fähigkeit, Glutamin in Energie und Bausteine ​​umzuwandeln, um ihr Wachstum zu unterstützen. Durch diese Umstellung des Stoffwechsels ermöglicht PEPCK Krebszellen nicht nur zu überleben, sondern sich auch unter Hungerbedingungen weiter zu vermehren“, erklärte Emma Vincent, Hauptautorin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin an der McGill University.

Die Forscher entdeckten auch, dass Lungenkrebspatienten einen Anstieg der PEPCK-Spiegel in ihren Geweben hatten. Insgesamt legt die Studie nahe, dass das Fortschreiten von Krebs durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen in dem Bereich beeinflusst werden kann, in dem Krebszellen um ihre Nahrung konkurrieren.

Studienautor Alexey Sergushichev ist Bioinformatiker und Doktorand am Department of Computer Technologies der ITMO University. Auch Serguschitschew kommentierte die Studie: „Das Verständnis der Mechanismen, die Krebszellen nutzen, um sich an ihre Umgebung anzupassen, schafft neue Möglichkeiten zur Behandlung dieser tödlichen Krankheit. Wir hoffen, dass unsere Arbeit an PEPCK und den metabolischen Veränderungen in Lungenkrebszellen zu Innovationen bei der Behandlung von nicht-kleinzelligem Lungenkrebs, einer der tödlichsten Krebsarten, führen wird.“

Alle Lungenkrebsarten werden in zwei Typen unterteilt – kleinzelliger Lungenkrebs und nicht-kleinzelliger Lungenkrebs. Nicht-kleinzelliger Lungenkrebs ist häufiger und macht 85 % bis 95 % der Lungenkrebspatienten aus. Primärer Lungenkrebs tritt auf, wenn ein bösartiger Tumor in den Lungenzellen beginnt. Sie gilt als eine der gefährlichsten Krebsarten.

Laut der American Cancer Society sind Lungen- und Bronchialkrebs die häufigsten krebsbedingten Todesfälle. Für 2015 werden 158.040 Todesfälle durch Lungen- und Bronchialkrebs erwartet.

Quellen für den heutigen Artikel:
Vincent, EE, et al., „Mitochondrial Phosphoenolphyruvate Carboxykinase Regulates Metabolic Adaptation and Enables Glucose-Independent Tumor Growth“, Molecular Cell 2015; 60(2): 195–207, doi: 10.1016/j.molcel.2015.08.013.
„Wissenschaftler finden neuen Weg, um das Wachstum von Lungenkrebszellen zu hemmen“, News Medical Sciences & Medicine Website, 21. Oktober 2015; http://www.news-medical.net/news/20151021/Scientists-find-new-way-to-inhibit-growth-of-lung-cancer-cells.aspx .
„Cancer Facts & Figures 2015“, Website der American Cancer Society; http://www.cancer.org/acs/groups/content/@editorial/documents/document/acspc-044552.pdf , letzter Zugriff am 21. Oktober 2015.
„Was ist Lungenkrebs?“ Website der Canadian Cancer Society; http://www.cancer.ca/en/cancer-information/cancer-type/lung/lung-cancer/?region=on , letzter Zugriff am 21. Oktober 2015.

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