Gen ermöglicht Zellen, selbst dann zu überleben, wenn das Wachstum aufhört

Forscher in Australien haben einen genetischen Defekt entdeckt, der das Wachstum von Zellen stoppen kann, aber sie in einen todesmutigen Zustand zwingt, in dem sie ihr eigenes Zellmaterial konsumieren, um zu überleben. Sie glauben, dass die Entdeckung eines so wichtigen Merkmals des Zellwachstums zu neuen Behandlungen für Krankheiten, einschließlich Krebs, führen könnte.
Joan Heath, Associate Professor der Melbourne-Parkville Branch des Ludwig-Instituts für Krebsforschung, und Kollegen, berichten in der Online-Ausgabe vom 7. Februar über ihre Ergebnisse PLOS Genetik.
Heath, ein Ludwig-Institut-Mitglied, hat ihre Forschungsgruppe vor kurzem an das Walter und Eliza Hall Institute übergeben.

Zebrafisch-Embryos studieren

Heath und ihr Team untersuchten Zebrafisch-Embryonen, als sie ihre Entdeckung machten. Die Embryonen, die sie untersuchten, enthielten genetische Mutationen, die verhindern, dass Zellen während der Organentwicklung schnell wachsen.
Sie haben sich dafür entschieden, Zebrafisch-Embryonen zu untersuchen, weil sie in einer Presseerklärung erklärt:

"Zebrafisch-Embryonen liefern uns ein großartiges Labormodell für diese Studien, weil sie transparent sind, eine Eigenschaft, die es uns ermöglicht, das Wachstum sich schnell entwickelnder Organe in lebenden Tieren unter einem einfachen Mikroskop zu verfolgen."
Ein weiterer Grund, fügt sie hinzu, ist, dass die "Gene, die das Wachstum und die Proliferation von sich entwickelnden Geweben kontrollieren, im Wesentlichen identisch sind in Zebrafischen und Menschen, und es ist bekannt, dass sie häufig von Krebszellen befallen werden."

Blockierung der Ribosomenproduktion

Die Forscher entdeckten, dass eine Variante des wenig bekannten Gens, das pwp2h heißt, Ribosomen falsch zusammenbauen lässt.
Ribosomen sind "Proteinfabriken": große molekulare Maschinen innerhalb von Zellen, die die Proteine ??für das Wachstum und die Teilung von Zellulose unentbehrlich machen. Wenn sie sich nicht richtig zusammensetzen, stoppt die Proteinherstellung, und die Zellen hören auf, sich zu teilen.
Forscher sind derzeit sehr daran interessiert, Therapien zu entwickeln, die auf die Produktion von Ribosomen abzielen, um die Teilung von Krebszellen zu stoppen.

Aber was Heath und ihre Kollegen faszinierte, war die Tatsache, dass "Zellen unter Stress durch Ribosomenversagen nicht abgestorben sind. Stattdessen haben die Zellen einen Überlebensmechanismus namens Autophagie eingeschaltet und begannen Nährstoffe zu erhalten, indem sie ihre eigenen intrazellulären Komponenten verdauten."

Auswirkungen auf die Krebsbehandlung

Heath sagt, ihre Entdeckung könnte für Forscher wichtig sein, die sich mit Krebsbehandlungen befassen, die auf Ribosomenproduktion abzielen.
Ihre Studie deutet darauf hin, dass Behandlungen, die den Zusammenbau von Ribosomen stören, den gewünschten Effekt haben, das Zellwachstum zu stoppen, aber sie könnten auch den unerwünschten Effekt haben, die Zellen in einen Überlebenszustand zu treiben.
"Eine Anti-Krebs-Behandlung, die unbeabsichtigt das Überleben von Krebszellen durch Autophagie fördert, ist eindeutig nicht wünschenswert" sagt Heath.
Aber sie und ihre Kollegen haben auch einen Weg gefunden:
"... unsere Befunde im Zebrafisch zeigen, dass, wenn die Ribosomenbildung blockiert ist und gleichzeitig Autophagie inhibiert wird, Zellen schnell sterben."
Die Forscher schlagen vor, dass eine Kombination von Inhibitoren eine wirksame Behandlung für Krebs sein könnte: eine blockiert die Produktion von Ribosomen und die andere blockiert die Autophagie von Zellen.
Das Team plant die Zebrafisch-Arbeit fortzusetzen. Sie haben eine Reihe von Zellprozessen identifiziert, auf die sich schnell zerteilende Zellen wie Krebszellen verlassen. Ihr nächster Schritt wird sein, zu testen, ob dies geeignete Ziele für Krebsmedikamente sind.
Mittel aus dem National Health and Medical Research Council und der Regierung von Victoria unterstützten die Finanzierung der Studie.
Geschrieben von Catharine Paddock