Wie werden Tumorzellen durch Krebsmedikamente getötet ?

Der genaue Mechanismus des durch Doxorubicin vermittelten Zelltods ist noch nicht hinreichend geklärt. In einem von der Wilhelm Sander-Stiftung geförderten Projekt untersucht ein Forschungsteam um Dr. Sandra Bien aus der Arbeitsgruppe von Prof. Heyo Kroemer (Lehrstuhl für Pharmakologie) an der Universität in Greifswald den Mechanismus des durch das Krebsmittel Doxorubicin ausgelösten Zelltods.

Durch die sich ständig verbessernden Therapieoptionen bei Infektionskrankheiten sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und eine damit verbundene Erhöhung der Lebenserwartung ist Krebs die zweithäufigste Todesursache weltweit geworden. Eines der am häufigsten verwendeten Krebsmedikamente ist Doxorubicin, das bei vielen verschiedenen Krebserkrankungen erfolgreich eingesetzt werden kann.

Trotz eines mehr als 30-jährigen Einsatzes von Doxorubicin gegen Krebserkrankungen werden die Mechanismen, auf denen die krebszellschädigenden Effekte von Doxorubicin beruhen, auch heute noch kontrovers diskutiert.

Vermutete Wirkmechanismen sind unter anderem der Einbau der Substanz in das Erbmaterial mit daraus resultierenden Schäden sowie die Bildung von die Krebszelle schädigenden Sauerstoffverbindungen. Zusätzlich ist bekannt, dass Doxorubicin direkt Prozesse in der Krebszelle aktiviert, die die Zelle dazu bewegen eine Art „Selbstmord“ zu begehen. Dieser Prozess wird auch als programmierter Zelltod oder Apoptose bezeichnet. Hierbei handelt es sich um während des gesamten Lebens im menschlichen Organismus stattfindenden Prozess, der unter anderem für die embryonale Entwicklung, das Gleichgewicht von Zellwachstum und Zelluntergang und die Regulation unseres Immunsystems von zentraler Bedeutung ist.

Apoptose kann durch sehr verschiedene Stimuli ausgelöst werden. Hierzu gehören unter anderem verschiedene Krebstherapeutika sowie UV-Strahlung. Zunehmend wird eine Rolle von Eiweißen der sogenannten Cathepsin-Familie an Apoptosevorgängen diskutiert. Insbesondere ist Cathepsin B in den Mittelpunkt des Zelltods gerückt. Dieses Eiweiß wird auch unter der Einwirkung von Doxorubicin in Tumorzellen vermehrt gebildet.

Interessant ist auch die Tatsache, dass es Ansätze für eine Therapie mit Doxorubicin-Verbindungen gibt, die unter der Einwirkung von Cathepsin B in das die Krebszelle schädigende Doxorubicin gespalten werden. Daher sind Untersuchungen zur Beteiligung von Cathepsin B am durch Doxorubicin ausgelösten Zelltod von besonderem Interesse und könnten dazu beitragen, die Wirkung von Doxorubicin in der Krebszelle besser zu verstehen. Desweiteren können die gewonnenen Ergebnisse zur Optimierung einer Krebstherapie durch den Einsatz von durch Cathepsin B-aktivierten Krebstherapeutika beitragen und damit möglicherweise auch eine gewisse Selektivität zur Schädigung von Krebszellen erklären.

Ein Ziel des durch die Wilhelm Sander-Stiftung geförderten Forschungsvorhabens ist daher, die Beteiligung von Cathepsin B am Doxorubicin-vermittelten Zelltod von Krebszellen mittels spezieller und innovativer Methoden, wie z.B. dem selektiven Ausschalten des Eiweiß Cathepsin B, aufzuklären und somit Kenntnisse über den Mechanismus der spezifischen Wirkungen von Doxorubicin in Krebszellen zu erhalten.

Kontakt: Dr. Sandra Bien, Greifswald
Tel: +49 (3834) 865655, Fax: +49 (3834) 865632
E-mail: sbien@uni-greifswald.de
Die Wilhelm Sander-Stiftung fördert dieses Forschungsprojekt mit über 90.000 €. Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden dabei insgesamt über 160 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.