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Studie testet Medikamente, die Tumorzellen töten

Im Rahmen einer Studie werden derzeit Medikamente getestet, die Tumorzellen anvisieren: Das Wachstum der Krebszellen konnte verlangsamt und temporär unterbunden werden. Das Hinzufügen einer Hemmsubstanz tötete sogar Tumorzellen. 

Wissenschaftler der Washington Universität in St. Louis haben einen bekannten Schwachpunkt des Krebszellenmetabolismus ausgenutzt, um Tumorzellen zu zwingen, ihren Vorratskraftstoffversorgungswegen zu zeigen, wenn dieser Schwachpunkt beeinträchtigt ist.

Durch das Aufzeichnen dieser untergeordneten Versorgungswege haben die Forscher außerdem Medikamente gefunden, die diese blockieren können. Diese Forschung wurde in der Cell Reports veröffentlicht.

Auch wenn diese Schwachstelle in mehreren Krebsarten vorhanden ist, ist die Schwachstelle besonders häufig bei Sarkomen (seltene Krebsarten von Fett, Muskel-, Knochen-, Knorpel- und Bindegewebe). Ärzte behandeln Sarkome in erster Linie mit traditioneller Chirurgie, Bestrahlung und Chemotherapie, aber solche Behandlungen sind oft nicht wirksam.

"Wir haben festgestellt, dass dieser metabolische Defekt in 90 Prozent der Sarkome vorhanden ist", sagte Senior-Autor Brian A. Van Tine. Gesunde Zellen haben diese Schwachstelle nicht: "Wir haben versucht, eine Behandlungsmethode zu entwickeln, die den metabolischen Defekt ausnutzt, weil diese theoretisch nur auf den Tumor abzielen sollte. Grundsätzlich erlaubt uns der Defekt, die Tumorzellen verhungern zu lassen, bis sie schließlich absterben." Um zu wachsen und sich zu vermehren, benötigen Tumorzellen grundlegende Baustoffe.

Der Schlüssel liegt in dem Abbau von Arginin

Die Strategie der Forscher beruht auf der Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Sarkome die Fähigkeit verloren hat, ihr eigenes Arginin zu produzieren, ein Proteinbaustein, den Zellen hauptsächlich eigenständig herstellen müssen. Da diese Fähigkeit fehlt, müssen die Zellen Arginin aus der Umgebung ernten. Arginin ist im Blut reichlich vorhanden, und Krebszellen haben keine Schwierigkeiten, dieses zu fangen. Aber wird diese Versorgung von Arginin gestoppt, haben die Zellen ein Problem. "Wenn wir ein Medikament verwenden, um Arginin im Blut abzutöten, werden die Krebszellen panisch, weil sie ihre Treibstoffversorgung verloren haben", sagte Van Tine. "In dieser Studie haben wir diese Neuverdrahtung verwendet, um herauszufinden, welche Medikamente die Nebenwege blockieren."  Unfähig, Arginin herzustellen oder extern zu erhalten, werden die Brennstoffversorgungswege der Tumorzellen nach innen gezwungen, fügt Van Tine hinzu.  Die Zellen müssten beginnen, ihre interne Versorgung von Arginin in einem Prozess namens Autophagie zu metabolisieren; im Fall von Sarkomen würde dieser Zustand das Krebswachstum verlangsamen oder temporär unterbinden, Zellen würden jedoch nicht getötet.

Das Arginin-abbauende Medikament wird derzeit in klinischen Studien auf die Sicherheit und Wirksamkeit gegen Leber-, Lungen-, Pankreas-, Brust- und andere Krebsarten getestet. Van Tine und Erst-Autor der Studie, Jeff C. Kremer, ein Doktorand im Laboratorium von Van Tine, erklärten, dass, wenn Krebszellen mit diesem metabolischen Defekt das Umwelt-Arginin entzogen wird, sie gezwungen sind, sich von einem System, das Glukose verbrennt, auf ein anderes System zu verlagern, das einen anderen Kraftstoff namens Glutamin verbrennt. Außerdem zeigten sie, dass das Hinzufügen einer Glutamin-Hemmsubstanz zu den Arginin-abbauenden Medikamenten tödlich für die Zelle ist.