Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leberkrebs: Fettproduktion fördert Tumorbildung

12.12.2017

Fettverbindungen, auch Lipide genannt, sind optimale Energieträger und liefern wichtige Baustoffe für die Zelle. Schnell und unkontrolliert wachsende Krebszellen benötigen davon besonders viel. Forscher vom Biozentrum der Universität Basel sowie der Universität Genf haben nun herausgefunden, dass das Protein mTOR die Herstellung von Lipiden in Lebertumoren anregt, um unter anderem den gesteigerten Nährstoffumsatz und Energiebedarf der Krebszellen zu stillen. Auch bei Patienten mit Leberkrebs liess sich dieser Prozess beobachten, wie die Forscher in «Cancer Cell» berichten.

In der Schweiz werden jährlich etwa 650 neue Fälle von Leberkrebs diagnostiziert. Insbesondere in den Industrieländern hat sich das Auftreten des bösartigen und aggressiven Leberzellkarzinoms in den letzten zwanzig Jahren verdoppelt. Einer der möglichen Gründe hierfür sind die Zunahme von Übergewicht und Diabetes.


Die Ansammlung von Lipiden (rot) im Lebergewebe fördert die Entstehung des Leberzellkarzinoms (HCC).

Universität Basel, Biozentrum

Wissenschaftler um Prof. Michael N. Hall vom Biozentrum der Universität Basel und Prof. Howard Riezman von der Universität Genf haben nun neue Erkenntnisse über die Entwicklung dieses Tumors gewonnen.

Im Mausmodell und anhand von Patientenproben konnten sie nachweisen, dass der Wachstumsregulator mTOR – mammalian Target of Rapamycin – die Neusynthese von Lipiden ankurbelt, was zu einem Fortschreiten der Erkrankung führt. Die Ansammlung von Fettsäuren und Fetten in der Leber gilt als eine der häufigsten Ursachen für das Leberzellkarzinom.

Die Leber: Entgifter und Energielieferant

«Die Leber ist im Prinzip die Küche unseres Körpers», erklärt Yakir Guri, Mediziner und Erstautor der Studie. «Sie speichert und verwertet Nahrungsbestandteile, produziert Ausgangstoffe für Hormone und sie entgiftet den Körper, indem sie Schadstoffe, Medikamente und Alkohol abbaut.»

Nicht nur übermässiger Alkoholkonsum, sondern auch Übergewicht und Diabetes gekoppelt mit Bewegungsmangel schädigen die Leber. Ein erstes Anzeichen ist die symptomatisch zunächst unauffällige «Fettleber», die zu einer Leberentzündung führen und schliesslich zu einem Leberzellkarzinom (HCC) auswachsen kann. Die aggressiven und unkontrolliert wachsenden Krebszellen zerstören schliesslich das gesunde Lebergewebe, was ein Leberversagen zur Folge hat.

Leberkarzinom: mTOR-Aktivierung fördert Tumorbildung

Den Krankheitsverlauf haben die Forscher zunächst in einem Mausmodell untersucht. Dafür haben sie in den Leberzellen mTOR dauerhaft aktiviert. «Uns war bereits bekannt, dass mTOR als Kontrollinstanz für das Zellwachstum an der Entstehung von Tumoren beteiligt ist. Im Fall des Leberzellkarzinoms wussten wir jedoch nicht, welche zellulären Stoffwechselwege betroffen sind», sagt Guri.

Die Forscher haben nun herausgefunden, dass mTORC2 – mTOR kann in zwei Proteinkomplexen, mTORC1 und mTORC2, vorkommen – die Neusynthese von Fettsäuren und von bestimmten Lipiden in Gang setzt. «Den meisten ist gar nicht bewusst, dass es in unserem Körper mehr Lipide als Gene gibt. Man geht von Tausenden verschiedenen Lipidarten aus», so Guri. «Gemeinsam mit dem Team von Howard Riezman konnten wir ein sehr breites Spektrum an Lipiden analysieren.»

Fette: Krebszellen auf Neusynthese von Lipiden angewiesen

In den Leberzellen stimuliert mTORC2 insbesondere die Bildung zweier für das Zellwachstum wichtiger Lipid-Arten: die Sphingolipide und Cardiolipine. Erstere sind unter anderem wichtige Bestandteile der Zellmembranen, die bei einem unkontrollierten Tumorzellwachstum ständig nachgeliefert werden müssen.

Die Cardiolipine befinden sich in den Kraftwerken der Zelle, den Mitochondrien, und sind an der Energiegewinnung beteiligt. Mit einer gesteigerten Cardiolipin-Produktion stellen die energiefressenden Tumorzellen die Energieversorgung sicher. «Krebszellen sind auf die Neusynthese von Fettsäuren und Lipiden angewiesen, wenn man ihnen den Hahn zudreht, kann man die Entwicklung von Tumoren stoppen.»

Patienten: Analyse von Leberbiopsien bestätigt Zusammenhang

Untersuchungen von Gewebeproben, die Patienten mit Leberzellkarzinom entnommen wurde, bestätigten die im Mausmodell gemachten Beobachtungen. Auch in Gewebeproben aus der menschlichen Leber sind mTORC2 sowie die nachfolgenden Signalwege, die eine Neuproduktion von Fettsäuren und Lipiden forcieren, aktiviert.

Auf diese Weise treibt der Proteinkomplex das Fortschreiten der Erkrankung von der gutartig veränderten «Fettleber» zum aggressiven Leberzelltumor (HCC) immer weiter voran. Die Studie liefert wichtige Erkenntnisse, denn sie zeigt, dass Medikamente, die zielgerichtet in die Bildung von Fetten eingreifen, das Potenzial haben, die Tumorentwicklung zu unterbrechen.

Die Studie wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC), der Krebsforschung Schweiz sowie dem Nationalen Forschungsschwerpunkt «Chemische Biologie» gefördert.

Originalbeitrag

Yakir Guri, Marco Colombi, Eva Dazert, Sravanth K. Hindupur, Jason Roszik, Suzette Moes, Paul Jenoe, Markus H. Heim, Isabelle Riezman, Howard Riezman and Michael N. Hall
mTORC2 promotes tumorigenesis via lipid synthesis
Cancer Cell (2017), doi: 10.1016/j.ccell.2017.11.011

Weitere Auskünfte

Prof. Dr. Michael N. Hall, Universität Basel, Biozentrum, Tel. +41 61 207 21 50, E-Mail: m.hall@unibas.ch
Dr. Katrin Bühler, Universität Basel, Kommunikation Biozentrum, Tel. +41 61 207 09 74, E-Mail: katrin.buehler@unibas.ch

Dr. Katrin Bühler | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics