Wissenschaftler stoppen ersten Schritt der Brustkrebsausbreitung in Mäusen

Der erste Schritt im tödlichen Prozess der Metastasierung von Brustkrebs, bei dem Tumorzellen in andere Teile des Körpers wandern, scheint von einer speziellen Klasse von Zellen - den Leitzellen - zu stammen, die das Vorhandensein eines bestimmten Proteins erfordern.

Eine neue Studie an Mäusen zeigt nun, dass das Ausbrechen dieses Proteins dazu führen kann, dass Leaderzellen nicht in der Lage sind, den ersten entscheidenden Schritt in der Metastasierung durchzuführen, und bietet ein neues Therapieziel.

Zellbiologen an der Johns Hopkins Universität in Baltimore, MD, fassen ihre Ergebnisse über die Leader - Zellen bei Brustkrebs und das Protein Cytokeratin 14, oder K14, in einer aktuellen Online - Ausgabe von Zelle.

Senior Autor Andrew Ewald, Assistenzprofessor für Zellbiologie an der Johns Hopkins School of Medicine, sagt:

"Metastasen sind das, was Brustkrebspatientinnen am meisten bedroht, und wir haben einen Weg gefunden, den ersten Teil des Prozesses bei Mäusen zu stoppen."

Die Forscher schlagen auch vor, dass ihre Entdeckung auf andere Krebsarten zutreffen könnte, da K14 nicht auf Brustkrebszellen beschränkt ist.

Leader-Zellen machen erste Schritte im Prozess der Metastasierung

Prof. Ewald sagt, dass Führungszellen Zellen am Rand eines Tumors sind, die Vorsprünge in umgebendes gesundes Gewebe bilden, als ob sie "das Wasser testen" würden, bevor sie in das Gewebe eindringen.

Wenn die Bedingungen stimmen, wagt sich die Führungszellen zuerst in das umliegende Gewebe und darüber hinaus, als Führer zu anderen folgenden Tumorzellen.

Gelingt es den Zellen, zu einer neuen Stelle zu wandern, etwa in der Lunge, beginnen sie einen neuen Tumor. Dies vervollständigt den Prozess der Metastasierung.

Bevor sie Führungszellen entdeckten, hatte das Team eine Ahnung, dass einige Tumorzellen invasiver waren als andere, und sie machten sich daran, mithilfe von in 3D-Gelen gezüchteten Mäusetumoren zu untersuchen, die die Umgebung von menschlichen Brusttumoren nachahmen.

Als sie die Tumore beobachteten, sahen sie, dass Gruppen von Zellen allmählich in das umgebende Gel eindrangen, mit einigen Zellen in jeder Gruppe davor und dem Rest dahinter.

Die Suche nach einzigartigem Protein führte zu K14

Im nächsten Teil der Studie suchte das Team nach einer molekularen Ursache für das Verhalten der Führungszellen, indem es nach Proteinen suchte, die für Führungszellen einzigartig sein könnten.

Sie fanden, dass K14 in fast allen Leader-Zellen vorhanden war, aber ziemlich selten in Zellen in den nicht-invasiven Teilen der Tumore.

Es ist bekannt, dass K14 wichtig ist, um Zellen eine physische Struktur zu geben und ihnen zu helfen, sich zu bewegen.

Dann untersuchten sie Tumore in Mäusen mit anderen Arten von Brustkrebs, einige invasiver als andere, und fanden heraus, dass auch sie Leitzellen enthielten, die K14 enthielten. Je invasiver ein Tumor war, desto mehr Zellen mit K14 hatte er.

Das Team nahm dann Tumorgewebe von 10 Brustkrebspatienten und ließ sie im Labor im 3D-Gel wachsen. Sie fanden heraus, dass die Tumoren Leitzellen enthielten, und diese enthielten K14.

Ist K14 der Schlüssel zum ersten Stadium der Metastasierung?

Bis zu diesem Zeitpunkt hatte das gesamte Team bewiesen, dass es Leaderzellen gibt, die den Prozess der Metastasierung zu führen scheinen und alle haben K14, was in den Follikelzellen weitgehend fehlt.

Aber das beweist nicht, dass K14 aktiv daran beteiligt ist, den Führungszellen dabei zu helfen, diese ersten Metastasierungsschritte zu unternehmen.

Im letzten Stadium der Studie nahmen die Forscher Tumore von Mäusen mit Brustkrebs und behandelten die Hälfte mit Viren, die genetisch so programmiert waren, dass sie in die Krebszellen eindringen und die Produktion von K14 verhindern, und die andere Hälfte mit Viren, die genetisches Material trugen, das keinen Einfluss auf die Leber hatte Zellen (die Kontrollen).

Beide Gruppen von Tumoren wurden dann in gesunde Mäuse transplantiert: in jeder Maus der experimentelle Tumor auf der einen Seite und die Kontrolle auf der anderen Seite.

Nach einer Weile entfernten und erforschten die Forscher die Tumore und fanden, wie erwartet, dass die Kontrolltumoren Führungszellen enthielten, die K14 enthielten, und sie führten energisch Invasionen in gesundes Gewebe.

Die experimentellen Tumore, in denen die Zellen jedoch kein K14 enthielten, hatten glatte Ränder (ohne die verräterischen Vorsprünge, die die Führungszellen in benachbartes Gewebe erzeugen) und im Wesentlichen keine Invasion in gesundes Gewebe.

Noch Jahre davon entfernt, die Entdeckung zu nutzen, um den Patienten zu helfen

Prof. Ewald sagt, dass sie noch einige Jahre davon entfernt sind, die Entdeckung zu verwenden, um Patientinnen mit Brustkrebs zu helfen. Er fügt jedoch hinzu:

"Wir wissen jetzt, welche Tumorzellen am gefährlichsten sind, und wir kennen einige der Proteine, auf die sie angewiesen sind, um ihre schmutzige Arbeit zu verrichten. Nur wenige Leitzellen reichen aus, um den Prozess der Metastasierung einzuleiten . "

Er stellt außerdem fest, dass, da wir wissen, dass Zellen in vielen anderen Organen K14 enthalten, diese Ergebnisse möglicherweise auch für andere Krebsarten gelten.

Zuschüsse aus dem National Cancer Institute, dem National Institute of Environmental Health Sciences, dem CDMRP Breast Cancer Program des Verteidigungsministeriums, der American Cancer Society, der Mary Kay Foundation, der Safeway Foundation, der Avon Foundation und dem Cindy Rosencrans Fund for Triple Negative Brustkrebs-Forschung half, die Studie zu finanzieren.

Anfang dieses Jahres, ein anderes Team von US-Wissenschaftlern - Schreiben in einer April 2013 Online-Ausgabe von Naturkommunikationen - beschreiben, wie sie das "molekulare Geschwätz" entschlüsselten, das Krebszellen aggressiver und mit größerer Wahrscheinlichkeit metastasieren lässt.