Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tumorzellen auf Diät

23.04.2013
Tumorzellen benötigen viel Energie, damit sie sich teilen und ungebremst vermehren können. Diese Energie gewinnen sie auf einem anderen Weg als gesunde Zellen. Ob sich dieser Weg als Ansatz für eine neue Therapie eignet, untersuchen Wissenschaftler der Uni Würzburg am Beispiel des Multiplen Myeloms.

Die Idee klingt bestechend einfach: In einem Multiplen Myelom sind die Tumorzellen auf einen permanenten Nachschub an Glukose und Glutamin angewiesen, damit sie sich teilen und wachsen können. Entzieht man der Zelle Glutamin, stirbt sie. Glutaminase ist das zentrale Enzym des Glutamin-Stoffwechsels und in Tumorzellen häufig erhöht aktiv.

Ob sich Glutaminase als therapeutische Zielstruktur eignet, untersucht Dr. Madlen Effenberger in einem neuen Forschungsprojekt am Universitätsklinikum Würzburg. Die Deutsche Krebshilfe finanziert das Projekt mit 250.000 Euro.

In Vorexperimenten konnte die junge Wissenschaftlerin bereits zeigen, dass ein bestimmter Wirkstoff Glutaminase in Zellkulturen hemmen kann. In den kommenden Jahren wird sie untersuchen, ob das auch im lebenden Organismus klappt und welche Nebenwirkungen dabei möglicherweise auftreten. „Wir glauben, dass eine Blockade der Glutaminase Myelomzellen stärker trifft als die gesunden Zellen“, sagt Effenberger.

Unterschiede im Stoffwechsel

Warum das so ist? Vermutlich weil sich der Energiestoffwechsel von Tumorzellen deutlich von dem der normalen Zellen unterscheidet. Während eine gesunde Zelle Glukose in Anwesenheit von Sauerstoff über die Mitochondrien – den Kraftwerken der Zelle – vollständig „verbrennt“ und auf diese Weise Energie gewinnt, generieren Tumorzellen bevorzugt Milchsäure. Dieser Weg des Glukoseabbaus wird als „Warburg Effekt“ bezeichnet, ist in Tumorzellen verstärkt und unabhängig von Sauerstoff.

Damit die Mitochondrien weiter effektiv arbeiten, muss im Gegenzug der Glutamin-Stoffwechsel angekurbelt werden. Für die Tumorzellen scheint dieser Weg von Vorteil zu sein, weil dadurch ausreichend Energie und wichtige Zellbausteine erzeugt werden, die für den Aufbau neuer Zellen nötig sind. Das schnelle Wachstum der Tumorzellen ist abhängig von einem steten Nachschub an Glukose und Glutamin. Bleibt er aus, sterben sie innerhalb kurzer Zeit.

Der genetische Hintergrund

Ein Zuviel an Glutaminase: Das findet sich vor allem in Tumorzellen, in denen das Myc-Gen überaktiv ist. Dieses Gen erzeugt den so genannten Transkriptionsfaktor Myc. Der reguliert eine Vielzahl anderer Gene und treibt auf diese Weise das Wachstum und die Vermehrung von Zellen voran. Gerät das Myc-Gen außer Kontrolle, lässt es Zellen ungebremst wachsen – darum wird es auch als „Krebsgen“ bezeichnet.

„Bisherige Versuche, Myc als therapeutische Zielstruktur zu nutzen, haben leider nicht funktioniert. Deshalb zielt dieser Versuch darauf ab, weiter unten in der Kette anzugreifen“, sagt Professor Ralf Bargou. Bargou ist Inhaber des Lehrstuhls für Translationale Onkologie am Universitätsklinikum Würzburg; gleichzeitig leitet er die Klinische Forschergruppe „Multiples Myelom“, die seit vier Jahren an der Universität Würzburg existiert.

Dennoch: Der genetische Hintergrund kann heutzutage bei Krebserkrankungen nicht mehr vernachlässigt werden. „Man hat gelernt zu verstehen, dass die Mehrzahl der malignen Erkrankungen auf Störungen in einem komplexen Netzwerk basieren“, sagt Bargou. Das sei auch im Fall des Multiplen Myeloms so. Gleichzeitig ist Krebs nicht gleich Krebs: Auch wenn sich das genetische Muster wiederhole, unterscheide sich doch jeder Patient vom anderen. Deshalb sei es eigentlich primäres Ziel der Forschung, einen zentralen Schalter zu finden, mit dem sich das Netzwerk abschalten lässt.

Das Multiple Myelom

Das Multiple Myelom tritt typischerweise im höheren Lebensalter auf; etwa drei Viertel der Patienten sind älter als 60 Jahre. Nach Schätzungen des Robert-Koch-Instituts erkranken pro Jahr in Deutschland knapp 3.400 Menschen daran. Auslöser sind geschädigte B-Plasmazellen – Zellen des Immunsystems –, die sich unkontrolliert im Knochenmark vermehren. Dort stören sie unter anderem die Bildung von roten Blutkörperchen und regen das Wachstum von Zellen an, die den Knochen abbauen.

Die Betroffenen leiden häufig aufgrund dieses Knochenabbaus unter Knochenschmerzen; im fortgeschrittenen Stadium können die Knochen auch ohne äußere Einwirkung brechen. Der Mangel an roten Blutkörperchen kann zu ständiger Müdigkeit führen. Weitere Merkmale sind Übelkeit und Erbrechen, häufige Infekte und eine gesteigerte Neigung zu Blutungen.

Eine vollständige Heilung ist bislang noch nicht möglich. Allerdings können Mediziner je nach Art des Myeloms mit einer Kombination aus Chemo- und Stammzelltherapie das Fortschreiten der Krankheit in vielen Fällen bremsen.

Langjährige Expertise in Würzburg

Universität und Universitätsklinikum Würzburg verfügen über vielfältige Expertise auf dem Gebiet des Multiplen Myeloms. Forschung und Behandlung von Patienten bilden seit vielen Jahren einen Schwerpunkt der Arbeit von Ralf Bargou und Professor Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II und Leiter der Deutschen Studiengruppe Multiples Myelom. Aus dem ganzen Bundesgebiet kommen deshalb Patienten nach Würzburg, um sich hier behandeln zu lassen.

Das Forschungsprojekt von Madlen Effenberger ist jedoch nicht nur für diese Patienten von Bedeutung. „Biologie und Genetik des Multiplen Myeloms sind modellhaft für andere Erkrankungen. Man findet ähnliche Prozesse beispielsweise auch beim Magenkarzinom“, sagt Bargou. Dementsprechend ließen sich die Erkenntnisse, die Madlen Effenberger in den kommenden drei Jahren gewinnen wird, auf andere Krankheiten übertragen.

Kontakt

Prof. Dr. Ralf C. Bargou, T: (0931) 201-45140, Bargou_R@klinik.uni-wuerzburg.de
Dr. Madlen Effenberger, T: (0931) 201-71220, madlen.effenberger@uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie