Neue Erkenntnisse über Zellwanderung in der Fruchtfliege Drosophila

Zellen müssen in bestimmten Entwicklungsphasen eines Organismus in der Lage sein, ihren Entstehungsort zu verlassen, gezielt zu wandern und sich gegebenenfalls wieder festsetzen zu können. Diese grundlegenden Prozesse sind sowohl bei der Embryonalentwicklung als auch für die Funktion eines ausgereiften Organismus von entscheidender Bedeutung. Geraten diese sehr genau aufeinander abgestimmten Prozesse aus dem Takt, können Krankheiten etwa des Herz-Kreislauf- sowie Nervensystems die Folge sein, aber auch Tumorerkrankungen. Grundlagenforscher gehen deshalb auch der Frage nach, auf welche Weise Tumorzellen wandern und Tochtergeschwülste (Metastasen) bilden.

Die Forschungsgruppe von Dr. Salim Abdelilah-Seyfried vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch erforscht in diesem Zusammenhang die Entwicklung von Epithelzellen. Das sind die Zellen, die die äußeren und inneren Oberflächen des Körpers auskleiden. Epithelzellen sind stark polarisiert, das heißt, sie sind in einen nach außen gerichteten (apikalen) und einen nach innen gerichteten (basalen) Membranbereich gegliedert. Die verschiedenen Membranbereiche weisen eine jeweils charakteristische Zusammensetzung an Fetten und Proteinen auf. Die Forscher untersuchen die molekularen Mechanismen, die der Entstehung epithelialer Gewebeverbände sowie der Ausbildung zellulärer Polarität zugrunde liegen mit Hilfe zweier Modellorganismen: der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) und dem Zebrafisch (Danio rerio).

In Zusammenarbeit mit Forschern des Howard Hughes Medical Institute der Universität von Kalifornien in San Francisco/USA haben sie verschiedene Typen von Zellwanderungen untersucht, darunter solcher Zellen, die die Eizellen der Fruchtfliege umhüllen und gerichtete Wanderungsprozesse während der normalen Entwicklung durchlaufen. Diese Wanderungsprozesse haben die Forscher mit einem anderen Typ von Zellwanderung verglichen, dem fehlgeleiteten Eindringen von Tumorzellen in die Ovarien der Fliege. Sie haben dabei insbesondere das bazooka Gen unter die Lupe genommen, das den Bauplan für einen wichtigen Regulator von epithelialer Polarität und zellulärem Zusammenhalt enthält. Jetzt haben die Forscher herausgefunden, dass das bazooka Gen neben der Erhaltung von Zellpolarität offenbar noch eine andere Funktion erfüllt. Tumorzellen, die das Tumorsuppresorgen discs large verloren haben, benötigen bazooka für ihr Wanderungsverhalten. Das war den Forschern neu. Im Gegensatz dazu wird bazooka anscheinend nicht für gerichtete Wanderungsbewegungen benötigt, wie sie während der normalen Entwicklung auftreten. Der Wanderungsprozess von discs large-Tumorzellen hat einige Ähnlichkeiten mit der Metastasierung von Krebszellen. Die Arbeit ist jetzt in der angesehenen Fachzeitschrift Development (Vol. 130, Nr.9, pp 1927-1935)* erschienen. Als nächstes wollen die Forscher herausfinden, welche zellulären Mechanismen der Aktivität von bazooka zugrunde liegen.