Die Umgestaltung von Tumorzellen könnte ein neuer Weg zur Behandlung von Brustkrebs sein

Nach einer ausgiebigen Untersuchung von Brustkrebszellformen kommen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass sie die Reaktion eines Tumors auf eine Behandlung beeinflussen können - etwa indem sie ihn mehr oder weniger anfällig für Angriffe des Immunsystems machen.
Die Forscher schlagen vor, dass die Veränderung der Form von Brustkrebszellen ein Weg sein könnte, sie für die Behandlung empfindlicher zu machen.
Bildnachweis: Chris Bakal / ICR

Im Tagebuch schreiben Molekulare SystembiologieForscher vom Institut für Krebsforschung in London, Großbritannien, beschreiben, wie sie mithilfe von Robotermikroskopie und mathematischen Algorithmen - ähnlich den Algorithmen, die Facebook für die Gesichtserkennung verwendet - die Form und die kontextuellen Merkmale von Hunderttausenden Krebszellen untersuchen.

Die Studie unterstreicht die Tatsache, dass die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers ständig gegen Krebszellen kämpfen, und es gibt zahlreiche Strategien auf beiden Seiten des Kampfes. Gesundheit gewinnt, wenn das Gleichgewicht in eine Richtung geht - Krankheit gewinnt, wenn sie in die andere Richtung kippt.

Die Studie zeigt, dass die physische Form einer Krebszelle eines der Dinge sein kann, die das Gleichgewicht zugunsten einer Krankheit ausschöpfen - nicht nur, indem sie ihr hilft, das Immunsystem zu umgehen, sondern sogar bis zu dem Punkt, dass sie als Antwort darauf gedeihen.

Bestimmte Formen helfen Krebszellen, Überlebens-Signale als Reaktion auf eine Entzündung zu aktivieren

Der leitende Forscher Dr. Chris Bakal, Leiter des Teams Dynamic Cell Systems am ICR, erklärt den Kern der Ergebnisse:

"Unsere Studie zeigt die entscheidende Bedeutung der Form einer Brustkrebszelle, wie sie auf Entzündungen reagiert - mit bestimmten Formen, die eher auf das Immunsystem des Körpers reagieren, indem sie überlebensfördernde Signale aktivieren."

Er und seine Kollegen schlagen vor, dass die Veränderung der Form von Krebszellen - entweder mechanisch, chemisch oder genetisch - helfen könnte, das Gleichgewicht gegen den Tumor zu kippen, indem die Entzündungsreaktion im körpereigenen Immunsystem zur Bekämpfung von Krebs genutzt wird.

In ihrer Arbeit konzentrierte sich das Team auf die Aktivität eines Proteins, das als Kernfaktor Kappa B (NF-kappaB) bezeichnet wird und eine Schlüsselrolle bei Entzündungen spielt. Es gibt eine Menge Beweise dafür, dass dieses Protein bei vielen Krebsarten falsch funktioniert - es sendet Signale aus, die das Überleben der Zelle fördern - und dass die Unterdrückung der Krebszellen die Proliferation stoppt.

Die Forscher stellen jedoch fest, dass wir, obwohl wir viel über die Signalisierungsereignisse, die das anomale Verhalten von NF-kappaB umgeben, wissen, wenig darüber wissen, wie sich die physikalischen Eigenschaften der Zelle selbst und ihrer Umgebung darauf auswirken könnten.

Die Zellen fielen hauptsächlich in eine von zwei Gruppen, abhängig von den Nuklearwerten von NF-kappaB

Für ihre Studie haben die Forscher in mehr als 307.000 Brustkrebszellen insgesamt 77 Zellformen und Umweltmerkmale - etwa wie nahe eine Zelle zu ihren Nachbarn ist - gemessen. Um die Form zu beurteilen, maßen sie Eigenschaften wie das Aussehen der Zellen, das Verhältnis ihrer Länge zu ihrer Breite, plus das Ausmaß ihrer Vorsprünge und "Kräuselung".

Aus den Ergebnissen sahen die Forscher, dass die Zellen - abhängig von den Konzentrationen von NF-kappaB in ihren Kernen - hauptsächlich in zwei Hauptgruppen fielen: mesenchymähnlich und epithelartig.

Mesenchymähnliche Brustkrebszellen hatten mehr NF-kappaB in ihren Kernen, neigten dazu, größer und "rauflustiger" zu sein, mit viel mehr scharfen Vorsprüngen als epithelähnliche Zellen, die normalerweise weicher kantig und runder sind.

Eine wichtige Entdeckung war, dass ein Entzündungssignal namens TNFalpha ein starker Auslöser für das NF-kappaB-Überlebenssignal in den mesenchymähnlichen Zellen war, aber in den epithelähnlichen Zellen nur schwach aktiviert war.

Unter Verwendung von detaillierten mathematischen Modellen zeigte das Team auch, wie Aspekte der Zellform den Transfer von NF-kappaB in und aus Zellkernen unter der Kontrolle von TNFalpha-Signalen beeinflussen.

Im folgenden Video fasst Dr. Bakal zusammen, was sie gefunden haben:

Manipulation von Zellen Formen könnte Brustkrebs von The Institute of Cancer Research auf Vimeo behandeln.

Dr. Bakal sagt, vielversprechende Ergebnisse mit Immuntherapie haben das Interesse an der Verwendung der körpereigenen Entzündungsreaktion zur Bekämpfung von Krebs wiederbelebt und stellt fest:

"Unsere Studie unterstützt weiterhin die Notwendigkeit, die Rolle von Entzündungen und Krebs zu untersuchen, um die Behandlung und die Fähigkeit des Körpers, Krebszellen zu eliminieren, zu verbessern."

Dr. Alan Worsley, leitender wissenschaftlicher Informationsbeauftragter bei Cancer Research UK - einer der Geldgeber der Studie - stellt außerdem fest:

"Diese Ergebnisse unterstreichen Unterschiede zwischen dem Verhalten von Krebszellen in einer Petrischale im Vergleich zu einer Person, und wir müssen diese Unterschiede bei der Erforschung neuer Behandlungen verstehen."

Die Mittel für die Studie kamen ebenfalls vom Forschungsrat für Biotechnologie und Biowissenschaften und vom Wellcome Trust.

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