Krebs: Metastasen-Bildung könnte in Zukunft verhindert werden
Wie entstehen eigentlich Metastasen? Einem Forschungsteam ist es gelungen, einen der grundlegenden Mechanismen für die Bildung von Metastasen und damit für die Streuung von Krebs zu entschlüsseln. Mit ihrer Arbeit(öffnet im neuen Fenster) könnten die Wissenschaftler dazu beitragen, dass dieser Mechanismus in Zukunft durchbrochen werden kann.
Der Schlüssel zu dem neu entdeckten Prozess ist GRP78, ein sogenanntes Chaperonprotein. Dabei handelt es sich um eine Art von Protein, das bei der Faltung oder Entfaltung größerer Proteine behilflich ist. Es baut sie im Grunde auf oder ab, was sich wiederum darauf auswirkt, ob sie biologisch aktiv und funktionell sind. Das Forschungsteam fand heraus, dass Krebszellen GRP78 kapern können und das Protein nutzen, um sich weiter im Körper auszubreiten und einer Behandlung zu widerstehen.
Das geschieht offenbar, weil das Protein unter Stress wandert. GRP78 ist normalerweise im endoplasmatischen Retikulum (ein verzweigtes Kanalsystem flächiger Hohlräume, das von Membranen umschlossen ist) aller eukaryotischen Zellen (echter Kern mit einer Kompartimentierung) zu finden. Doch diese Forschung zeigt, dass es in den Zellkern wandert und das Zellverhalten verändert. Laut den Forschern wurde das zuvor noch nie beobachtet.
Analyse des Verhaltens von GRP78
Das Team hat analysiert, wie GRP78 das Gen EGFR reguliert, das mit Krebs in Verbindung gebracht wird. Dabei kamen sie durch Zufall zu dieser Entdeckung. Um die Migration von GRP78 zu bestätigen, wurden fortschrittliche 2D- und 3D-Bildgebungsverfahren eingesetzt – darunter die konfokale Mikroskopie, bei der getrennte Lichtstrahlen zur Erhöhung der Auflösung verwendet werden. Auch die RNA-Sequenzierung (eine Momentaufnahme der Zellaktivität) wurde eingesetzt, um einen genaueren Blick darauf zu werfen, was das GRP78-Protein tatsächlich tut.
Es stellte sich heraus, dass die Schlüsselgene, die es regulierte, an der Zellmigration und -invasion beteiligt waren. Außerdem konnte die Forschungsgruppe nachweisen, wie sich GRP78 an ein anderes zelluläres Protein (ID2) bindet oder mit ihm interagiert. GRP78 soll wohl ID2 daran hindern, seine reguläre Aufgabe zu erfüllen. Dazu gehört, die Aktivität von Genen zu begrenzen, die an der Zellmigration beteiligt sind.
Aus diesen Erkenntnissen könnten irgendwann neue Behandlungsmethoden entstehen. GRP78 kann beispielsweise in seiner Bewegung eingeschränkt oder daran gehindert werden, ID2 zu blockieren. Das wiederum würde die Ausbreitung von Krebszellen verhindern.
Zur Studie
Die Studie wurde am 24. Juli 2023 im Fachmagazin PNAS publiziert und heißt ER chaperone GRP78/BiP translocates to the nucleus under stress and acts as a transcriptional regulator(öffnet im neuen Fenster) (ER-Chaperon GRP78/BiP verlagert sich unter Stress in den Zellkern und wirkt als Transkriptionsregulator).