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Krebswirkstoffe fördern Stammzelleigenschaften von Darmkrebs

Nr. 24 | 16.05.2019 | von Koh

Eine bestimmte Gruppe von Krebswirkstoffen aktiviert in Darmkrebszellen den krebsfördernden Wnt-Signalweg, entdeckten nun Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum und von der Universitätsmedizin Mannheim. Das kann zur Folge haben, dass sich Tumorzellen mit Stammzelleigenschaften anreichern, die resistent gegen viele Therapien sind und zu Rückfällen führen können. Damit liefern die Forscher eine mögliche Erklärung für die Frage, warum diese Substanzen beim Darmkrebs keine Wirksamkeit zeigen.

Organoide sind realitätsnahe 3D-Modelle von Geweben oder Tumoren in der Kulturschale, an denen Wirkstoffe erprobt werden können.
© DKFZ

Über die biochemischen Reaktionen des Wnt-Signalwegs reagieren Zellen auf äußere Einflüsse. Wnt-Signale koordinieren die Entwicklung des frühen Embryos, spielen aber auch bei vielen krankhaften Prozessen und bei Krebs eine Rolle. Gingen Forscher zunächst davon aus, ein übermäßig aktivierter Wnt-Signalweg stehe in erster Linie mit der Entstehung von Krebs im Zusammenhang, so belegen neuere Ergebnisse, dass Wnt-Aktivität auch die Krebsstammzellen beeinflusst: „Wnt-Signale wirken sowohl im gesunden Darm als auch bei Darmkrebs auf das Gleichgewicht zwischen Zellen mit Stammzell-Eigenschaften und differenzierten Zellen", erklärt Michael Boutros vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg.

In Darmkrebs-Stammzellen ist der Wnt-Signalweg besonders aktiv und dafür verantwortlich, die Stammzell-Eigenschaften aufrecht zu erhalten. Abhängig von der Wnt-Aktivität können die Krebszellen zwischen Stammzell-Zustand und einem differenzierten Zustand hin- und herwechseln. Das spielt für den Behandlungserfolg eine entscheidende Rolle: Krebsstammzellen gelten als verantwortlich für Rückfälle nach zunächst erfolgreicher Therapie. Während die „normalen" Krebszellen durch die Medikamente zumeist ausgeschaltet werden, überleben die Stammzellen und stellen ein Reservoir für spätere Krebsrückfälle dar.

Wegen der hohen Relevanz der Wnt-Aktivität für den Verlauf der Erkrankung untersuchten die Teams von Michael Boutros und Matthias Ebert von der II. Medizinischen Klinik an der Universitätsmedizin Mannheim nun, ob sich bestimmte Wirkstoffe, die zur zielgerichteten Behandlung von Darmkrebs eingesetzt werden, auf die Wnt-Signale auswirken.

Viele Tumoren werden durch Mutationen im wachstumsfördernden Ras-Signalweg angefeuert. Diese überaktiven Ras-Signale lassen sich durch so genannte MEK-Inhibitoren drosseln. Bei Darmkrebs wirken diese Medikamente jedoch nicht, und die Arbeit der Heidelberger und Mannheimer Forscher liefert nun eine mögliche Erklärung dafür: Sie zeigten sowohl an Mäusen als auch an Organoiden, die aus Tumorzellen von Darmkrebspatienten gezüchtet wurden, dass MEK-Inhibitoren die Wnt-Aktivität anfeuern.

Gleichzeitig änderte sich die Genaktivität der Krebszellen hin zu einem stammzelltypischen Muster. Die MEK-Inhibitoren drosseln zwar die Teilungsrate der Darmtumoren, doch gleichzeitig reichern sich Krebsstammzellen in den Darmkrebs-Organoiden an. „Das entspricht genau dem Bild der „schlafenden Krebsstammzellen", die seit einigen Jahren bei vielen Krebsarten beschrieben worden sind", erklärt Tianzuo Zhan, Erstautor der Studie und als Clinician Scientist sowohl am DKFZ als auch an der Universitätsmedizin Mannheim tätig. „Diese Zellen überleben die Therapie und sind anschließend für den Rückfall verantwortlich."

Boutros und Kollegen wollen nun prüfen, ob sich mit bestimmten Wirkstoffen der Einfluss der MEK-Inhibitoren auf die Wnt-Aktivität blockieren lässt.

Tianzuo Zhan, Giulia Ambrosi, Maxi Anna Wandmacher, Benedikt Rauscher, Johannes Betge, Niklas Rindtorff, Ragna S. Häussler, Isabel Hinsenkamp, Leonhard Bamberg, Bernd Hessling, Karin Müller-Decker, Gerrit Erdmann, Elke Burgermeister, Matthias P. Ebert & Michael Boutros: MEK inhibitors activate Wnt signalling and induce stem cell plasticity in colorectal cancer.
Nature Communications 2019, DOI 10.1038/s41467-019-09898-0

 

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

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