Wie Krebs sich auf zellulärer Ebene ausbreitet - Wissenschaftler finden Hinweise

Die Tatsache, dass sich verschiedene Arten von Tumoren nur auf bestimmte ausgewählte Organe ausbreiten, ist den Krebsforschern seit mehr als einem Jahrhundert bekannt. Bisher war es Wissenschaftlern jedoch nicht möglich, die "Boden- und Samen" -Theorie von 1889 zu bestimmen, die der zugrunde liegenden Mechanismus für organspezifische Metastasen ist.
Weill Cornell Medical Forscher vom Memorial Sloan-Kettering Cancer Center und ihre Mitarbeiter haben möglicherweise eine Erklärung gefunden, die einen neuen Einblick in die "Boden und Samen" -Theorie geben könnte. In einem kürzlich online veröffentlichten Artikel inNaturmedizinSie haben einen neuen Mechanismus zur Kontrolle der Metastasierung von Krebs beschrieben, der potenziell als neues diagnostisches Instrument und Behandlungsoption eingesetzt werden könnte.
Exosomen Vesikel sind ein spezifischer Subtyp von Membranvesikeln, die im Blut zirkulieren und zahlreiche Proteine, Lipide und sogar Nukleinsäuren enthalten. In ihrer Studie konnten die Forscher einen Mechanismus nachweisen, bei dem Melanom-Krebszellen kleine Exosomen-Vesikel freisetzen, die sich an verschiedene Orte wie Gehirn, Knochen, Leber und Lunge bewegen, wo sich das Zellmaterial in den Vesikeln mit diesen Organen verbindet die perfekte Umgebung, um Tumorzellen zu verbreiten.
Die Forscher weisen darauf hin, dass diese schädlichen Krebs-Exosomen verschiedene Wirkungen haben können; Zum Beispiel sind sie in der Lage, Entzündungen auszulösen, den Prozess von undichten Blutgefäßen voranzutreiben und Knochenmarks-Vorläuferzellen zu programmieren, um an einer bald auftretenden metastatischen Kaskade beteiligt zu werden. Exosomen könnten möglicherweise bei der Diagnose, Prognose und Behandlung von Krebs von Vorteil sein, da sie leicht zugänglich und messbar sind, während sie im Blutkreislauf zirkulieren.
Dr. David C. Lyden, der Stavros S. Niarchos Associate Professor für Pädiatrische Kardiologie und außerordentlicher Professor für Pädiatrie und Zell- und Entwicklungsbiologie am Weill Cornell Medical College, der auch pädiatrischer Neuroonkologe am Memorial Sloan-Kettering Cancer Center ist, erklärte: "Das Exosomen-Profil könnte auf verschiedene Arten nützlich sein - um frühzeitig Krebs zu erkennen, die Aggressivität des Tumors eines Patienten und das Ansprechen auf eine Chemotherapie oder andere Behandlungen vorherzusagen und das Risiko eines Wiederauftretens oder einer Ausbreitung von Krebs zu verstehen fähig."
Dr. Jacqueline F. Bromberg, die an Brustkrebs erkrankt ist und eine assoziierte behandelnde Ärztin am Memorial Sloan-Kettering Cancer Center und Associate Professor für Medizin an Weill Cornell ist, fügt hinzu: "Wir glauben, dass jeder Tumortyp sein eigenes exosomales Proteinprofil hat Dies wird für jeden Tumorsubtyp repräsentativ sein. Die exosomalen Proteine ??werden für die Prognose bei der Vorhersage, welche Patienten, einschließlich jener, die Jahrzehnte nach ihrer ursprünglichen Diagnose eine Krankheit entwickeln, wahrscheinlich ein Risiko für eine zukünftige metastatische Erkrankung darstellen, nützlich sein. "
Laut Dr. Hector Peinado, Dozent für Molekularbiologie an der Abteilung für Pädiatrie des Weill Cornell Medical College, zeigen die Ergebnisse, dass eine Krebstherapie vielschichtig sein muss, wenn eine Krebstherapie wirksam sein soll: "Wenn, Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...0/index.html In der Zukunft konnten wir einen Weg finden, die Bildung von Knochenmarkszellen sowie die Freisetzung und den Gehalt von Tumorexosomen bei Krebspatienten zu kontrollieren, die Ausbreitung von Krebs zu begrenzen und zu reduzieren, und Deutsch: bio-pro.de/de/region/stern/magazin/...0/index.html Verbesserung der Lebensqualität und des Überlebens des Patienten. "
Co-Senior-Autor Dr. Lyden und sein Team waren die ersten, die entdeckten, dass Zellen aus Knochenmark (BMDCs) entscheidend für die Bildung grundierter Stellen in entfernten Organen sind, genannt "prä-metastatische Nischen", die eine perfekte Basis für Zellen, die von einem Primärtumor ausgebreitet werden. Seit Jahren untersuchen sie die biochemischen Prozesse, die diese Nischen produzieren, und versuchen, die Signale zu verstehen, die die BMDCs dazu bringen, ihre Funktionen in der Nische zu erfüllen. Zunächst untersuchten sie Exosomen, von denen ursprünglich geglaubt wurde, dass sie nur aus Zelltrümmern bestehen, die verwendet werden, um verwendete Proteine ??zu entleeren. Später fanden sie heraus, dass sie RNA und auch Nukleinsäuren enthalten, die in Krebszellen vorkommen.
Sie entschieden sich zu untersuchen, ob Exosomen, die von einem Melanom freigesetzt wurden, eine besondere Rolle bei Krebs spielten, und sie fanden laut Dr. Lyden heraus:

"Nach ihrer Freisetzung aus dem Primärtumor verschmelzen Exosomen aus Melanomzellen mit Zellen in entfernten metastasierenden Organen und Lymphknoten, vermitteln Gefäßlecks und Entzündungen und fördern dadurch die Bildung von prämetastatischen Nischen, die das zukünftige metastatische Wachstum verstärken."

Dr. Peinado erklärt, dass die Exosomen zahlreiche exosomale Proteine ??an BMDCs übertragen, wo sie die Zellen umprogrammieren können, um an der metastatischen Kaskade teilzunehmen. "Wir fanden ein onkogenes Protein namens MET, das von hoch metastatischen Tumoren produziert und verpackt wird in pro-metastatische Exosomen. Die Tumor-Exosomen zirkulieren, fusionieren und übertragen ihre Informationen, einschließlich des MET-Onkoproteins, an viele Zellen, wie Knochenmarkszellen, die wiederum einen pro-metastatischen Phänotyp fördern.
Darüber hinaus fanden sie heraus, dass die Reprogrammierung der BMDCs durch Exosomen langfristig wirkt. Dies könnte möglicherweise erklären, warum Tumoren jahrelang ruhen können, bevor sie sich plötzlich zu einer metastatischen Erkrankung entwickeln. Laut Dr. Bromberg sind diese Ergebnisse lebenswichtig, da "gebildetes Knochenmark der Schlüssel zum Wiederauftreten der Krankheit ist und möglicherweise sogar einen zukünftigen sekundären Krebs fördern kann".
Die Forscher entdeckten nach der Untersuchung von menschlichen Blutproben, dass Patienten mit Melanom im Stadium IV mit ausgedehnten Metastasen eine spezifische Signatur von exosomalen Proteinen (einschließlich MET) aufwiesen, die im Blut von Patienten mit nicht metastasiertem Melanom nicht entdeckt wurde.
Den Forschern zufolge könnte diese Proteinsignatur als ein potenzieller Marker dienen, um vorherzusagen, welche Patienten mit Stadium-III-Krankheit und lokalen Lymphknotenmetastasen in der Folge ein Risiko für die Entwicklung einer Fernmetastasenerkrankung hätten.
Dr. Lyden stellt fest: "Behandlungsmodalitäten könnten bei diesen Hochrisikopatienten früher eingeleitet werden, um das Fortschreiten der Krankheit zu verhindern. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die MET-Onkoprotein-Expression, die in einem einfachen Bluttest leicht analysiert werden kann, als ein neuer Marker für metastatische Erkrankung bei Melanompatienten. "
Nach weiteren Untersuchungen stellte das Team fest, dass sie exosomal induzierte Metastasen entweder durch Targeting auf Rab27a, das für die Exosomenproduktion verantwortliche Protein, oder durch proaktive Verwendung von Exosomen aus Melanomzellen, die nur selten metastasieren, um die BMDCs umzuprogrammieren, reduzieren können.
Dr. Lyden schließt:

"Wir haben herausgefunden, dass weniger oder nicht-metastatische exosomale Proteine ??Knochenmarkzellen erziehen können, um eine Teilnahme am metastatischen Prozess zu vermeiden. Wir arbeiten daran zu bestimmen, welche bestimmten exosomalen Proteine ??für die Verhinderung einer metastatischen Beteiligung verantwortlich sein könnten. Dieses Konzept kann eines Tages angewendet werden die Klinik, wo nicht-metastatische Exosomen-Proteine ??dazu beitragen können, die Beschleunigung des Tumorwachstums und der Metastasen zu verhindern, so dass Patienten mit Krebs ein längeres Leben führen können. "

Geschrieben von Petra Rattue