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Die Fähigkeit von Krebszellen, sich zu lösen und zu verbreiten, entsteht durch "gebrochenen Schalter"
Eine neue Studie zeigt neue Erkenntnisse darüber, wie Krebszellen aus Primärtumoren entkommen und sich auf andere Teile des Körpers ausbreiten. Forscher haben entdeckt, dass solche Zellen einen "gebrochenen Schalter" haben, der es ihnen ermöglicht, ihre physikalischen Beschränkungen abzuschütteln.
Die Forscher fanden heraus, dass Krebszellen, die in andere Teile des Körpers gereist sind, einen Schalter haben, der "eingeklemmt" ist, was ihnen erlaubt, den physischen Kontrollen zu entkommen, die normalerweise verhindern würden, dass sie wachsen und sich ausbreiten.
Ein Bericht über die Entdeckung - vom Institute of Cancer Research (ICR) in London, Vereinigtes Königreich - wird in der Zeitschrift veröffentlicht Zellsysteme.
Studienleiter Dr. Chris Bakal, Leiter des Teams für dynamische Zellsysteme in der ICR-Abteilung für Krebsbiologie, sagt, dass ihre Untersuchung zeigt, wie invasive Krebszellen die Fähigkeit besitzen, die normalen Einschränkungen der Zellbewegung zu überwinden.
Die große Mehrheit der Krebstodesfälle tritt auf, weil sich der Krebs vom Primärtumor auf andere Teile des Körpers ausbreitet.
Dieser Prozess der Krebsausbreitung wird Metastase genannt und entsteht, weil Krebszellen die Fähigkeit zur Migration erwerben. Wege zu finden, Metastasen zu verhindern oder zu stoppen, könnte viele Leben retten.
Forscher haben bereits viele physikalische und chemische Unterschiede zwischen metastatischen und nicht metastatischen Zellen entdeckt.
Im Jahr 2013 veröffentlichte beispielsweise eine große Gruppe von Wissenschaftlern einen Katalog, der die mechanischen Eigenschaften von metastatischen Zellen beschreibt, wie sie an Oberflächen haften, wandern, auf Sauerstoff reagieren und Protein produzieren.
Was jedoch nicht so klar war, ist, was auf molekularer Ebene geschieht, um die Signalübertragung zu unterbrechen, die den Charakter der Zelle und ihre Beziehung zu ihrer Umwelt verändert.
'Broken Switch' ermöglicht eine kontinuierliche YAP-Produktion
In der neuen Studie beschreibt das ICR-Team, dass Krebszellen, die sich im Körper ausbreiten, einen gebrochenen Schalter haben, der kontinuierlich ein wichtiges Molekül namens YAP aktiviert.
YAP agiert als "Mechano-Sensor", der es der Zelle ermöglicht, ihre Umgebung zu "fühlen" - etwa wie sie an der extrazellulären Matrix haftet. Die extrazelluläre Matrix ist eine nicht-zelluläre Komponente, die Wasser, Proteine ??und andere Moleküle umfasst, die von Zellen sezerniert werden, die sie halten und wichtige biochemische und biomechanische Signale regulieren.
Normalerweise ist die Fähigkeit einer Zelle, Gewebe im Körper zu erfassen und sich darin zu bewegen, durch ihre Beziehung zur extrazellulären Matrix und anderen Zellen stark eingeschränkt. YAP kann diese physikalischen Einschränkungen jedoch überwinden, indem Gene aktiviert werden, die normalerweise deaktiviert sind.
Das Team fand heraus, dass im Gegensatz zu normalen Zellen - in denen YAP-Produktion und Aktivität sorgfältig reguliert werden - Krebszellen, die sich ausbreiten können, YAP die ganze Zeit produzieren, so dass sie ihren physischen Einschränkungen entkommen können.
Die Forscher fanden heraus, dass ein Molekül namens Beta-PIX teilweise die YAP-Signalgebung steuert. Sie entdeckten es, indem sie systematisch 950 Gene nacheinander in Krebszellen aus dem Labor entfernten.
Unterbrochene Verbindung zwischen Beta-PIX und YAP
In weiteren Experimenten entdeckte das Team, dass Beta-PIX die YAP-Aktivität verstärkt, da die Zelle während der Bewegung durch das Gewebe an der extrazellulären Matrix haftet.
Wenn die Zellen gezwungen wurden, an der Matrix zu haften, war die YAP-Aktivität noch höher. Es wurde jedoch stark reduziert, wenn die Beta-PIX-Moleküle abgereichert wurden.
Die Forscher untersuchten dann genauer, wie sich die Verbindung zwischen Beta-PIX und YAP bei Metastasen verhält. Sie untersuchten es in dreifach negativen Brustkrebszellen von primären Tumoren und in Zellen von sekundären Tumoren.
Wie erwartet, zeigten Tests, dass die Deaktivierung des beta-PIX-Wegs in Krebszellen von Primärtumoren YAP nicht aktivieren konnte. Das gleiche Vorgehen bei metastasierenden Zellen in sekundären Tumoren hat YAP jedoch aktiviert.
Die Forscher schlagen vor, dass dies zeigt, dass die Verbindung zwischen beta-PIX und YAP in metastatischen Zellen unterbrochen ist, wodurch sie hohe YAP-Niveaus aufrechterhalten können, selbst wenn sie nicht an die extrazelluläre Matrix gebunden sind.
"Krebszellen, die sich um den Körper herum ausgebreitet haben, haben einen Schalter, an dem sie hängen bleiben, sodass sie ständig ein Molekül namens YAP produzieren können. Dadurch können sie weiter wachsen und sich im Körper ausbreiten, ohne die physischen Kontrollen zu beachten Ereignis."
Dr. Chris Bakal
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