Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Störfunk im Tumor

29.01.2014
Wie ein Immunmolekül Krebszellen verhungern lässt

Das Eiweißmolekül Interferon-beta (IFN-β) wird bei Infektionen und Krebserkrankungen vermehrt gebildet und teilweise therapeutisch verabreicht. Er verhindert unter anderem, dass in einem Tumor neue Blutgefäße entstehen und hemmt so dessen Wachstum.


Fluoreszenzaufnahme eines neutrophilen Granulozyten (rot), der aus einem Blutgefäß (grün) in einen Tumor wandert. Diese Immunzellen unterstützen das Wachstum der Blutgefäße im Tumor.

HZI/Jablonska-Koch

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben jetzt herausgefunden, dass IFN-β dazu die Kommunikation zwischen Immunzellen und Krebsgewebe behindert. Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „International Journal of Cancer“, helfen zu verstehen, wie sich dieser „Störfunk“ therapeutisch nutzen lässt.

Genau wie gesunde Zellen benötigen auch Tumorzellen Nährstoffe und Sauerstoff, um zu überleben. Deshalb muss ein Tumor ab einer bestimmten Größe dafür sorgen, dass er an den Blutkreislauf angeschlossen wird. Dabei unterstützen ihn ausgerechnet Zellen des angeborenen Immunsystems, die neutrophilen Granulozyten oder kurz Neutrophilen, die den Körper vor Krankheitserregern schützen sollen.

Normalerweise zirkulieren diese solange im Blut, bis sie – angelockt durch sogenannte Chemokine – in Gewebe einwandern, eingedrungene Krankheitserreger aufnehmen und sie unschädlich machen. Darüber hinaus sind sie in der Lage, die Bildung von Blutgefäßen auszulösen. Vermutlich helfen sie so, durch Entzündung zerstörtes Gewebe wieder aufzubauen. Neutrophile wandern jedoch auch in Krebsgewebe ein und tragen dort zum Anschluss an die Blutversorgung bei. Finden Ärzte viele Neutrophile im Tumor eines Patienten, leiten sie daraus eine ungünstige Prognose ab.

Bei einigen Tumoren wie Melanomen und Leukämien verordnen Ärzte IFN-β. Wissenschaftler des HZI in Braunschweig hatten schon vor einiger Zeit gezeigt, dass dieser Signalstoff das Krebswachstum behindern kann, indem er die Bildung neuer Blutgefäße hemmt. Wie er das tut, blieb allerdings zunächst ein Rätsel, denn lange Zeit war IFN-β vor allem für seine Wirkung gegen Viren bekannt.

Jetzt gelang es den Forschern, den Effekt von IFN-β auf molekularer Grundlage zu entschlüsseln. „Wir wollten verstehen, warum IFN-β die Neutrophilen daran hindert, in den Tumor einzuwandern“, sagt Dr. Jadwiga Jablonska-Koch, Wissenschaftlerin in der Abteilung „Molekulare Immunologie“ am HZI. „Nur so können Ärzte die bestehenden Therapien verbessern und die richtige Behandlung für den einzelnen Patienten auswählen.“

Dazu verfolgten die Wissenschaftler die Informationsübermittlung zwischen den Zellen. Ein häufig dafür genutztes Kommunikationsmittel sind Signalstoffe wie die Chemokine. Sie werden von Zellen produziert und binden an passend geformte Rezeptoren, also an Moleküle auf der Oberfläche derselben oder anderer Zellen. Im Fall der Neutrophilen handelt es sich um einen Rezeptor namens CXCR2. Er bindet die Chemokine CXCL1, CXCL2 und CXCL5.

„Wir haben festgestellt, dass die Konzentration dieser Chemokine im Knochenmark, wo die Neutrophilen entstehen, niedrig ist“, sagt Dr. Siegfried Weiß, Leiter der Abteilung, in der Jablonska-Koch forscht. „Im Tumor dagegen finden wir eine hohe Konzentration, das lockt die Neutrophilen an.“ Dort angekommen, setzen die Immunzellen selber die gleichen Chemokine frei, um noch mehr Unterstützung herbeizurufen.

In diese Kommunikation funkt IFN-β hinein: Das Molekül sorgt dafür, dass die Zellen im Tumor weniger Chemokine herstellen. „So wandern weniger Neutrophile in das Krebsgewebe ein und weniger neue Blutgefäße werden gebildet“, sagt Jablonska-Koch. „Der Tumor wird nicht effizient an die für ihn lebensnotwendige Blutzufuhr angeschlossen und kann nur langsam weiter wachsen.“

Zellen von Krebspatienten produzieren verstärkt IFN-β. Oft ist es trotzdem therapeutisch sinnvoll, zusätzlich IFN-β zu geben. „Wir verstehen jetzt besser, warum IFN-β bei einigen Krebserkrankungen hilft und dass es ein wichtiger Teil des körpereigenen Systems zur Bekämpfung von Tumoren ist“, sagt Weiss. Ihre Erkenntnisse könnten Ärzten helfen, einzuschätzen, bei welchen Patienten die Gabe von IFN-β aussichtreich ist und wann die Neutrophilen ein Ziel der Krebstherapie sein sollten.

Originalpublikation:
Jadwiga Jablonska, Ching-Fang Wu, Lisa Andzinski, Sara Leschner, Siegfried Weiß
CXCR2-mediated tumor associated neutrophil recruitment is regulated by IFN-β
International Journal of Cancer, 2013 DOI 10.1002/ijc.28551
Die Abteilung „Molekulare Immunologie“ am HZI untersucht die Rolle von Signalmolekülen im Immunsystem. Die Wissenschaftler erforschen unter anderem, wie Immunzellen während einer Infektion miteinander kommunizieren und welche Botenstoffe sie dafür nutzen.
Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. http://www.helmholtz-hzi.de

Dr. Birgit Manno | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/stoerfunk_im_tumor/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie