Sauerstoff-verhungerte Krebszellen, die so programmiert sind, dass sie nach der Ausbreitung der Therapie ausweichen

Durch die Manipulation der Umgebung von Zellen in Primärtumoren haben die Wissenschaftler zum ersten Mal die Bedingungen entdeckt, die wandernde Krebszellen programmieren, um schlafend zu werden und sich vor der Chemotherapie nach der Ausbreitung zu verstecken.
Forscher fanden heraus, dass sauerstoffarme Nischen in Primärtumoren nicht nur Krebszellen produzieren, die schnell wachsen und sich ausbreiten, sondern auch einen großen Teil von ihnen in einen schlafenden Zustand versetzen, wodurch sie der Chemotherapie besser ausweichen können.

Ein Papier über diese Entdeckung, angeführt von der Mount Sinai School of Medicine in New York, wird in der Zeitschrift veröffentlicht Nature Zellbiologie.

Die Forscher schlagen vor, dass die Arbeit zu neuen Medikamenten und Therapien führen könnte, die die Behandlung von metastasierendem Krebs transformieren, von denen die meisten mit gegenwärtigen Ansätzen nicht geheilt werden können.

Die meisten Todesfälle aufgrund von Krebs sind auf Metastasen zurückzuführen - ein Krankheitsstadium, das beginnt, wenn Krebszellen primären Tumoren entkommen, durch das Blut- oder Lymphsystem wandern und sekundäre Tumore in anderen Teilen des Körpers bilden.

Der sekundäre oder metastatische Tumor ist die gleiche Krebsart wie der Primärtumor.

Wenn metastatische Zellen untersucht werden, weisen sie Merkmale auf, die denen des primären Krebses und nicht des Gewebes, in dem sich der sekundäre Tumor gebildet hat, entsprechen.

Wege zu finden, Krebszellen daran zu hindern, die Fähigkeit zur Migration zu erlangen oder sekundäre Tumore zu etablieren und zu wachsen, könnte viele Leben retten.

Schlafende Zellen, die sich vor einer Chemotherapie "verstecken"

Hypoxie, ein Zustand, in dem Zellen an Sauerstoffmangel leiden, ist ein bekanntes Kennzeichen von soliden Tumoren, das Stressreaktionen auslöst und Resistenz gegen Chemotherapie und Strahlentherapie induziert.

• Krebs ist weltweit eine der Hauptursachen für Krankheiten und Todesfälle
• Im Jahr 2012 gab es 8,2 Millionen krebsbedingte Todesfälle und rund 14 Millionen neue Fälle
• Die Zahl der Neuerkrankungen wird in den nächsten 20 Jahren voraussichtlich um etwa 70 Prozent steigen.

Erfahren Sie mehr über Krebs

Bis jetzt war jedoch nicht klar, wie Hypoxie in Primärtumoren beeinflusst, was mit Krebszellen passiert, die zu neuen Orten wandern, und wie dies die Prognose der Krankheit beeinflusst.

Die neue Studie legt nahe, dass hypoxische Mikroumgebungen in Primärtumoren zu schlafenden disseminierten Tumorzellen (DTCs) führen, die sich vor der Therapie "verstecken" und eine Ursache für einen Krankheitsrückfall und schlechte Ergebnisse sein können.

Seniorautor Julio A. Aguirre-Ghiso, Ph.D., Professor für Medizin, Hämatologie und medizinische Onkologie am Berg Sinai, sagt: "Diese Forschung hebt die Signale im Primärtumor hervor, die disseminierte Krebszellen dazu bringen zu schlafen."

"Schlafende Zellen müssen ins Visier genommen werden, um das gesamte Spektrum der Krankheit anzugehen und den Krebs anzugreifen", fügt er hinzu.

Mit Hilfe von Biosensoren, Nanotechnologie und fortschrittlicher Bildgebung implantierte das Team Medikamente, die hypoxische und nicht-hypoxische Nischen in Brusttumoren bei Mäusen erzeugen, und beobachtete die Wirkung auf Zellen.

Biomarker für behandlungsresistente ruhende Zellen

Die Forscher waren in der Lage, die Krebszellen einzeln zu isolieren und herauszufinden, wie sie sich verhielten, wenn sie vom Primärtumor in die Lunge gelangten.

Genetisch kodierte Biosensoren erlaubten ihnen zu bestimmen, welche Zellen inaktiv waren und welche wenig Sauerstoff ausgesetzt waren und welche Reaktionen sie auf die Therapie hatten.

Sie entdeckten, dass hypoxische Tumormikroumgebungen nicht nur DTCs produzieren, die schnell wachsen und sich ausbreiten, sondern auch einen großen Teil von ihnen in einen schlafenden Zustand versetzen, wodurch sie besser in der Lage sind, der Chemotherapie zu entkommen.

Die Studie legt daher nahe, dass die schlechten Prognosen, die mit hypoxischen Tumoren einhergehen, nicht nur dadurch entstehen können, dass sie aggressivere Krebszellen produzieren, sondern auch, weil sie viele von ihnen in einen schlafenden Zustand versetzen, in dem sie sich vor einer Chemotherapie verstecken können.

Die Forscher fanden auch Gene im Primärtumor, die mit dem Verhalten ruhender, behandlungsresistenter Zellen in den sekundären Tumoren korrelierten.

Sie schlagen vor, dass diese Gene die Basis eines Biomarkers bilden könnten, um vorherzusagen, welche Patienten wahrscheinlich mehr der ruhenden, resistenten Zellen haben.

Prof. Aguirre-Ghiso beschreibt die Studie als "einen wichtigen Schritt, um die Biologie dieser ruhenden Zellen weiter zu erforschen und Therapien zu entwickeln, die sich spezifisch mit dieser Biologie befassen".

"Wir hoffen, dass diese Forschung zur Verwendung von Dormancemarkern in Primärtumoren führen kann, um die Prävalenz von disseminierten Krebszellen in sekundären Organen zu bestimmen und somit Behandlungen zu planen, um diese schlummernden und therapieausweichenden Krebszellen zu eliminieren."

Erfahren Sie, wie die Fähigkeit von Krebszellen, sich zu befreien und zu verbreiten, von einem "gebrochenen Schalter" herrührt.

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