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JOURNAL ONKOLOGIE – NEWS
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02. Mai 2016

Tumorzellen stellen Stoffwechsel unter Antiangiogenese auf Glykolyse um

Tumorzellen, denen mit Medikamenten der Sauerstoff abgedreht wird, stellen ihren Stoffwechsel mittelfristig um – sie wechseln auf eine Energiegewinnung ohne Sauerstoff. Diese Beobachtung von Biomedizinern von Universität und Universitätsspital Basel lässt sich für Therapien nutzbar machen, die das Tumorwachstum langfristig hemmen können, wie die Forscher in einem Artikel in Cell Reports berichten (1).

Noch immer erkrankt jeder dritte Mensch im Lauf seines Lebens an Krebs, und noch immer verläuft die Hälfte der Krankheitsfälle tödlich. Neue Wege im Kampf gegen Krebs sind daher gefragt. Es ist heute allgemein bekannt, dass sich die Krankheit in einer Reihe von Stufen entwickelt. Eine davon, die Tumorangiogenese, besteht in der Bildung neuer Blutgefäße zur Versorgung des wachsenden Tumors mit Sauerstoff und Nährstoffen.

Das Verständnis der Grundlagen der Krebsentstehung hat dazu geführt, dass immer gezieltere Angriffstechniken entwickelt wurden: Medikamente können heute gleichzeitig mehrere Signalwege hemmen, welche die Tumorangiogenese regulieren. Deren molekulare Aufklärung hat die routinemäßige Anwendung bestimmter Therapien in der Klinik möglich gemacht: So kann die Blutgefäßversorgung der Tumore mit der sogenannten anti-angiogenen Therapie gezielt verhindert werden. Diese zeigt zwar meist einen vorübergehenden Erfolg, indem das Tumorwachstum für eine gewisse Zeit gebremst oder sogar ganz unterbunden wird. Die Tumore werden aber im Lauf der Behandlung resistent gegen diese Therapien – und sie beginnen wieder zu wachsen.

 

Abb: Nach einer anti-angiogenen Behandlung entstehen in Tumoren Regionen, die keine Blutgefäße (grün) und dadurch auch keinen Sauerstoff (rot) aufweisen. Die Tumor-Zellen sind blau eingefärbt. © Departement Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel
Abb: Nach einer anti-angiogenen Behandlung entstehen in Tumoren Regionen, die keine Blutgefässe (grün) und dadurch auch keinen Sauerstoff (rot) aufweisen. Die Tumor-Zellen sind blau eingefärbt. © Departement Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel

Unerwartete Beobachtung

Nun hat die Forschungsgruppe um Prof. Gerhard Christofori vom Departement Biomedizin der Universität und des Universitätsspitals Basel gezeigt, dass die neuesten Medikamente die Blutgefässbildung zwar effizient verhindern. Aber die Tumore können auch ohne neue Blutgefäßversorgung weiter wachsen – eine unerwartete Beobachtung, wie die Forscher schreiben.

Die biochemische und molekulargenetische Aufarbeitung des Befunds zeigte, dass die Tumorzellen ihren Stoffwechsel umstellen: Sie verwenden zur Energiegewinnung nicht mehr den Sauerstoff, der über die Blutgefässe geliefert wird – sondern sie wechseln zu einer sauerstofffreien Energiegewinnung, der Glykolyse. Die dabei entstehende Milchsäure wird an die Zellen abgegeben, die noch genügend Sauerstoff erhalten und die Milchsäure mit dem Sauerstoff zur Energiegewinnung nutzen können.

Neue Therapien möglich

Die Arbeitsgruppe zeigte weiter, dass diese bestimmte Art des Stoffwechsels – und damit das Tumorwachstum – unterbrochen werden kann: nämlich indem die sauerstofffreie Energiegewinnung oder der Transport der Milchsäure gehemmt wird. "Unsere Erkenntnisse öffnen neue Wege, anti-angiogene Therapien zu optimieren und das Tumorwachstum effizient und langfristig zu hemmen", kommentiert Mitautor Christofori die Ergebnisse der Gruppe.
Universität Basel
Literatur:
(1) Pisarsky L, Bill R, Fagiani E et al. Targeting Metabolic Symbiosis to Overcome Resistance to Anti-angiogenic Therapy. Cell Reports 2016
http://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(16)30441-7.pdf
 
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