Tumorwachstum: Die sauerstofffreie Energiegewinnung: Die Glykolyse - Blutgefässversorgung

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Neue Entdeckung im Kampf gegen Krebs: Tumorzellen stellen Betrieb um

Tumorzellen, denen mit Medikamenten der Sauerstoff abgedreht wird, stellen ihren Stoffwechsel mittelfristig um – sie wechseln auf eine Energiegewinnung ohne Sauerstoff. 

Diese Beobachtung von Biomedizinern von Universität und Universitätsspital Basel lässt sich für Therapien nutzbar machen, die das Tumorwachstum langfristig hemmen können, wie die Forscher in der neusten Ausgabe des Fachblatts «Cell Reports» berichten.  

 
Nach einer anti-angiogenen Behandlung entstehen in Tumoren Regionen, die keine Blutgefässe (grün) und dadurch auch keinen Sauerstoff (rot) aufweisen. Die Tumor-Zellen sind blau eingefärbt.
Departement Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel
 

• Noch immer erkrankt jeder dritte Mensch im Lauf seines Lebens an Krebs, und noch immer verläuft die Hälfte der Krankheitsfälle tödlich. 

Neue Wege im Kampf gegen Krebs sind daher gefragt.

Es ist heute allgemein bekannt, dass sich die Krankheit in einer Reihe von Stufen entwickelt.

• Eine davon, die Tumorangiogenese, besteht in der Bildung neuer Blutgefässe zur Versorgung des wachsenden Tumors mit Sauerstoff und Nährstoffen.

Das Verständnis der Grundlagen der Krebsentstehung hat dazu geführt, dass immer gezieltere Angriffstechniken entwickelt wurden:

Medikamente können heute gleichzeitig mehrere Signalwege hemmen, welche die Tumorangiogenese regulieren. 

Deren molekulare Aufklärung hat die routinemässige Anwendung bestimmter Therapien in der Klinik möglich gemacht:

• So kann die Blutgefässversorgung der Tumore mit der sogenannten anti-angiogenen Therapie gezielt verhindert werden. 

• Diese zeigt zwar meist einen vorübergehenden Erfolg, indem das Tumorwachstum für eine gewisse Zeit gebremst oder sogar ganz unterbunden wird. Die Tumore werden aber im Lauf der Behandlung resistent gegen diese Therapien – und sie beginnen wieder zu wachsen.

«Unerwartete Beobachtung»

Nun hat die Forschungsgruppe um Prof. Gerhard Christofori vom Departement Biomedizin der Universität und des Universitätsspitals Basel gezeigt, dass die neuesten Medikamente die Blutgefässbildung zwar effizient verhindern.  

Aber die Tumore können auch ohne neue Blutgefässversorgung weiter wachsen – eine unerwartete Beobachtung, wie die Forscher schreiben.

Die biochemische und molekulargenetische Aufarbeitung des Befunds zeigte, dass die Tumorzellen ihren Stoffwechsel umstellen: 

Sie verwenden zur Energiegewinnung nicht mehr den Sauerstoff, der über die Blutgefässe geliefert wird – sondern sie wechseln zu einer sauerstofffreien Energiegewinnung, der Glykolyse. 

Die dabei entstehende Milchsäure wird an die Zellen abgegeben, die noch genügend Sauerstoff erhalten und die Milchsäure mit dem Sauerstoff zur Energiegewinnung nutzen können.

Neue Therapien möglich

Die Arbeitsgruppe zeigte weiter, dass diese bestimmte Art des Stoffwechsels – und damit das Tumorwachstum – unterbrochen werden kann: 

nämlich indem die sauerstofffreie Energiegewinnung oder der Transport der Milchsäure gehemmt wird. 

«Unsere Erkenntnisse öffnen neue Wege, anti-angiogene Therapien zu optimieren und das Tumorwachstum effizient und langfristig zu hemmen», kommentiert Mitautor Christofori die Ergebnisse der Gruppe.

Originalbeitrag
Laura Pisarsky, Ruben Bill, Ernesta Fagiani, Sarah Dimeloe, Ryan William Goosen, Jörg Hagmann, Christoph Hess, and Gerhard Christofori
Targeting Metabolic Symbiosis to Overcome Resistance to Anti-angiogenic Therapy
Cell Reports (2016)

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Über Google: Medizin am Abend Berlin 

Prof. Dr. Gerhard Christofori
Departement Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel
Tel. +41 61 267 35 62
E-Mail : gerhard.christofori@unibas.ch
Reto Caluori Universität Basel