Soziale Kriege zwischen Tierzellen
Der Zellwettbewerb ist eine Art von Interaktion, bei der unterlegene Zellen von wettbewerbsfähigeren Zellen ersetzt werden. Die "Schlacht" zwischen den Zellen ist das Ergebnis von Genmutationen, die zu Zellpopulationen mit unterschiedlichen Proliferationsraten führen. Neuere Arbeiten am Modell der Fruchtfliege (Drosophila) deckten eine Rolle des Zellwettbewerbs und Super-Wettbewerbs bei frühen Stadien der Krebsentstehung auf. Im Wesentlichen vermehren sich Zellen mit einem proliferativen Vorteil (Gewinner) auf Kosten von weniger begünstigten Zellen (Verlierer). Letztere sterben durch Apoptose und ihre Überreste werden beseitigt, während die Gewinner weiter wachsen und sich schließlich im Gewebe ausbreiten. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt SUPERCOMPETITORS (Genetic and genomic study of cell competition in Drosophila) untersuchte, wie Gruppen von Zellen ihr relatives Fitness-Level vergleichen und entscheiden, welche Zellen im Gewebe verbleiben. Neue Forschungen haben ergeben, dass beim Zellwettbewerb eine Reihe von aufeinanderfolgenden Ereignissen stattfindet. Zuerst kommt es zu Mutationen, die die zelluläre Fitness in Bezug auf Stoffwechsel und Proliferation verändern. Diese Unterschiede werden dann durch den "Flower-Code" zu Zelletiketten übersetzt, mit denen die Zellen als Gewinner oder Verlierer markiert werden. Bei diesen Etiketten handelt es sich um Membran-Tags, die vom Flower-Gen gebildet werden und Informationen über den Zeltstatus weitergeben. Die Moleküle, die den Zellen ermöglichen, diesen Code zu erkennen, sind noch nicht bekannt. Verliererzellen können eine Aufregulation des Proteins SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine) aufweisen, das sie auf transiente Weise vor der Elimination durch Apoptose schützt, bis sie weitere Mängel ansammeln. Zum Schluss durchlaufen Verliererzellen die Apoptose und werden aus dem Gewebe ausgeschieden. Der Hypothese des "Super-Wettbewerbs" geht davon aus, dass Tumoren das umgebende Gewebe ausstechen und ersetzen, indem sie den "Flower-Code" bei der Invasion von gesunden Organen missbrauchen. Insbesondere zeigten die Ergebnisse, dass bei verschiedenen Arten von Krebs beim Menschen SPARC an den Tumor-Wirt-Grenzen hochreguliert wird. Ein Ungleichgewicht beim Zellwettbewerb könnte eine Rolle in frühen Stadien der Tumorbildung spielen, wenn die Zellen beginnen, die durch das Genom auferlegten Entwicklungszwänge überwindet. Diese neuen Erkenntnisse zum Zellwettbewerb werden unser Verständnis von Krebs, Regeneration, Stammzellbiologie und Alterung erweitern.
Schlüsselbegriffe
Krebs, Zellwettbewerb, Drosophila, SUPERCOMPETITORS, Flower, SPARC