Innovative Ansätze für das Aussterben von Krebszellen
Krebs folgt den Regeln der Natur und der natürlichen Selektion. Ebenso wie sich die Arten an den Stress in der Umwelt anpassen, geschieht das Gleiche bei Krebs. „Entsteht ein Tumor, befindet er sich in einer feindlichen Umgebung, und sein Überleben hängt von seiner Anpassungsfähigkeit ab“, erklärt Arkaitz Carracedo, Koordinator des Projekts CancerADAPT(öffnet in neuem Fenster), von CIC bioGUNE(öffnet in neuem Fenster) in Spanien. „Aber während die Evolution der Arten tausende und abertausende Jahre dauert, passt sich Krebs innerhalb weniger Monate an.“
Auf den Stoffwechsel der Krebszelle abzielen
Im Mittelpunkt des vom Europäischen Forschungsrat(öffnet in neuem Fenster) finanzierten Projekts CancerADAPT stand, diese Fähigkeit des Krebses, sich schnell anzupassen und zu gedeihen, zu erforschen und gezielt auszunutzen. Insbesondere arbeitete das Team daran zu erfahren, wie sich der Stoffwechsel der Krebszellen, die biochemische Umwandlung von Molekülen, in jedem Stadium des Krebsfortschritts entwickeln und welche Rolle dies für das Überleben des Tumors spielen könnte. „Unser Ziel war, diese kurze Zeitspanne der Evolution abzubilden, um zu verstehen, welche Behandlungen dabei helfen könnten, zu verhindern, dass Krebszellen überleben“, erläutert Carracedo. „In der Natur bedeutet das Erzwingen des Aussterbens, einem Organismus die Fähigkeit zur Anpassung zu verweigern, und genau das war hier unser Ziel.“
„Momentaufnahmen“ und „Videos“ des Krankheitsverlaufs
Das Team verfolgte drei breitangelegte Strategien. Die erste bestand darin, verfügbare Patientenproben (überwiegend von Prostatakrebs) in verschiedenen Stadien des Krankheitsverlaufs zu erfassen oder zu analysieren. „Während Patientenproben eine Momentaufnahme der Krankheit zu einem bestimmten Zeitpunkt liefern, können wir klinische Patienteninformationen einbeziehen, um zu erfahren, wie sich der Tumor nach der Diagnose oder Behandlung verhalten hat (ob die Betroffenen geheilt wurden oder nicht)“, fügt Carracedo hinzu. „Mithilfe von bioinformatischen Verfahren haben wir versucht, Prozesse und Gene zu identifizieren, die mit Wiederauftreten und Metastasierung zusammenhängen.“ Zweitens entwickelte das Projektteam experimentelle Modelle, anhand derer es den zeitlichen Ablauf des Fortschreitens der Krankheit kontrollieren konnte. „Mausmodelle liefern uns eher ein Video als eine Momentaufnahme, da wir die Manifestation und das Fortschreiten der Krankheit in Echtzeit verfolgen können“, erklärt Carracedo. Zu guter Letzt wurde im Rahmen des Projekts der Stoffwechsel der Krebszellen auf molekularer Ebene untersucht, um die verborgene Sprache der Krebszellen und ihre Mittel zur Interaktion mit den beteiligten Proteinen des Wirtsorganismus besser zu verstehen und um zu ermitteln, wie die Krebszellen mit dem Rest des Körpers „kommunizieren“.
Fortschritte bei aggressiven Krebsformen
Beeindruckende Fortschritte wurden bei einer besonders aggressiven Form von Prostatakrebs erzielt, die für etwa 5 % der Fälle, aber 50 % der durch Prostatakrebs verursachten Todesfälle verantwortlich ist. Das Team konnte neues Licht in die molekularen Unterschiede bringen, durch die sich diese Art von Krebs derart schnell entwickeln kann. Dies wird nun Gegenstand der weiterführenden Forschung sein. Außerdem wurden die innerhalb von CancerADAPT entwickelten experimentellen Modelle auf eine präklinische Plattform übertragen. Damit wird die Prüfung von Wirkstoffen und Molekülen möglich, die auf die Anpassung der Krebszellen abzielen. „Wir haben zudem Stoffwechselenzyme identifiziert, die für uns hilfreich sein können, festzustellen, ob eine erkrankte Person in zehn Jahren wahrscheinlich Metastasen entwickeln wird“, berichtet Carracedo. „Faszinierend ist, dass diese Enzyme von normalen Zellen innerhalb des Tumors exprimiert werden, und nicht von Krebszellen.“ Damit wird unterstrichen, dass das Ökosystem ein entscheidender Faktor für die Aggressivität der Krankheit ist, da es die Kommunikation zwischen Tumorzellen und dem Immunsystem des Körpers ermöglicht. Außerdem konnten neue Erkenntnisse darüber gewonnen werden, wie Stoffwechselprodukte und Proteine miteinander kommunizieren und wie dies den Krebszellen dabei helfen könnte, sich anzupassen und zu gedeihen. Auf diesen bahnbrechenden Arbeiten wird nun aufgebaut, um Mechanismen und Wege zu finden, die Ziel zukünftiger Therapien sein könnten.