Die bevorzugte Nahrung für Zellen sind meist freie Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, die im Blut zugeführt werden. Wenn Krebszellen in blutarmem Tumorgewebe nur wenige Nährstoffe zur Verfügung haben, können sie ihre Ernährung umstellen und sich dem Abbau von Proteinen in ihrer Umgebung zuwenden. Bis jetzt sind die Mechanismen dieses Schalters nicht gut verstanden worden.
Das Protein, das jetzt von einem Forscherteam aus Wien und Heidelberg identifiziert wurde, ermöglicht es Krebszellen, auf alternative Lebensmittel umzusteigen, was wiederum ein Weg sein könnte, sie zu verhungern. Eine Studie dazu wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
Krebszellen wurden einem Aminosäureentzug ausgesetzt
In ihrer Arbeit setzte das Team um Johannes Zuber vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien und Wilhelm Palm vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg Krebszellen einem Aminosäuremangel aus, der in vielen Tumoren auftritt. Anschließend verwendeten sie die CRISPR-Cas9-Genschere, um Gene einzeln auszuschalten, um die Komponenten zu identifizieren, die an der Änderung der Nährstoffquelle beteiligt sind.
Forscher entdeckten ein bisher nicht charakterisiertes Protein, das nur dann eine Rolle spielt, wenn sich Krebszellen aufgrund eines Mangels an regulären Nährstoffen von Proteinen aus der Umwelt ernähren: LYSET (lysosomaler Enzymtransportfaktor) ist entscheidend für die Funktion der sogenannten Lysosomen, auch bekannt als “Magen der Zelle”. Diese kleinen zellulären Strukturen enthalten unter anderem Enzyme zum Abbau von Fremdstoffen oder körpereigenen Stoffen wie Proteinen.
Die Entwicklung des Tumors verlangsamte sich stark
Zusätzliche Experimente zeigten, dass LYSET ein zentraler Bestandteil des Stoffwechselwegs (Mannose-6-Phosphat) ist, der Lysosomen mit Verdauungsenzymen versorgt. Fehlt LYSET, fehlen den Krebszellen die Enzyme in ihren Lysosomen und sie können nicht mehr auf die alternative Nährstoffquelle ausweichen.
In mehreren Mausmodellen zeigten die Forscher, dass die Tumorentwicklung stark verlangsamt wird. Daher sieht Zuber in LYSET und dem Mannose-6-Phosphat-Weg einen möglichen molekularen Ansatzpunkt, um therapeutisch in den Stoffwechsel von Krebszellen einzugreifen.