Wie ein Stoffwechselprodukt die Tumorentstehung in der Leber fördert
Krebszellen verändern ihren Stoffwechsel, um rasant zu wachsen. Forscher der Universität Basel haben herausgefunden, dass grosse Mengen einer bestimmten Aminosäure den Stoffwechsel umprogrammieren und so das Krebswachstum fördern. Die Studie liefert zudem neue Ideen, wie sich die Therapie von Leberkrebs optimieren lässt.
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Die Leber ist ein unverzichtbares Organ mit vielfältigen Aufgaben: Sie verarbeitet Nährstoffe, speichert Energie, reguliert den Blutzuckerspiegel und übernimmt eine zentrale Rolle bei der Entgiftung und Beseitigung von Schadstoffen und Medikamenten. Faktoren wie Fettleibigkeit, Infektionen mit dem Hepatitis-C-Virus oder ein übermässiger Alkoholkonsum erhöhen das Risiko für Leberkrebs – eine Krebsart mit einer der weltweit höchsten Sterblichkeitsraten. Die Früherkennung sowie zielgerichtete Therapien sind für den Behandlungserfolg entscheidend.
Krebs ist eine Stoffwechselstörung
Lange Zeit ging man davon aus, dass Krebs primär durch eine Störung im Zellwachstum entsteht. Es deutet jedoch immer mehr darauf hin, dass es sich um eine Form von Stoffwechselstörung handelt. Mit anderen Worten: Krebs entsteht, wenn Zellen ihren Stoffwechsel umstellen, um sich unkontrolliert zu vermehren.
Doch wie verändern die Zellen ihren Stoffwechsel und wie entsteht dadurch Krebs? In ihrer Studie haben Forscher um Prof. Dr. Michael N. Hall am Biozentrum, Universität Basel, nun einen wichtigen Akteur gefunden, der den Stoffwechsel in Leberkrebszellen neu verschaltet.
Arginin reichert sich in Lebertumoren an
Wenn sich eine gesunde Zelle in eine Krebszelle verwandelt, verändert sie ihren Stoffwechsel, um möglichst rasch wachsen zu können. So verbrauchen Tumorzellen beispielsweise mehr Zucker als gesunde Zellen und nehmen zusätzlich mehr Nährstoffe auf.
«In Lebertumoren von Mäusen und Patienten haben wir grosse Mengen der Aminosäure Arginin gefunden, obwohl Leberkrebszellen weniger bis kein Arginin mehr herstellen. Die Krebszellen häufen Arginin an, indem sie mehr Arginin aufnehmen und zugleich weniger verbrauchen», erklärt Erstautor Dr. Dirk Mossmann. «Die grossen Mengen braucht es für das Tumorwachstum, unabhängig von der Rolle, die Arginin bei der Proteinherstellung spielt. Wir haben uns daher gefragt, wie Arginin die Tumorbildung fördert.»
Arginin und das Tumorwachstum
- Ist die Konzentration von Arginin sehr hoch, bindet es an einen spezifischen Faktor, der stoffwechselrelevante Gene steuert.
- Diese lösen die Verschiebungen im Stoffwechsel aus und kurbeln das Krebswachstum an.
- Die Zellen werden dadurch in eine Art embryonalen Zustand zurückversetzt, also quasi verjüngt, und können sich wieder unbegrenzt teilen.
Die Tumorzellen profitieren noch auf andere Weise davon, dass sie viel Arginin aufnehmen. «Denn so entziehen sie der Umgebung und damit den umliegenden Immunzellen das Arginin, die dieses jedoch brauchen, um richtig zu funktionieren. Dadurch können die Krebszellen dem Immunsystem leichter entkommen», sagt Mossmann.
Bedeutung für Diagnose und Therapie von Leberkrebs
Was heisst das für die Krebstherapie? Die Forscher empfehlen, den spezifischen Arginin-bindenden Faktor ins Visier zu nehmen, anstatt den Argininspiegel im Ganzen zu reduzieren. «Wenn wir Lebertumore mit dem Krebsmedikament Indisulam behandeln, wird der Arginin-bindende Faktor abgebaut, und die Stoffwechselveränderungen bleiben aus», ergänzt Mossmann. «Und wir können die Nebenwirkungen, die mit verringerten Argininspiegeln einhergehen, vermeiden, wie etwa eine beeinträchtigte Funktion der Immunzellen.» Darüber hinaus könnten erhöhte Argininwerte zukünftig als Biomarker herangezogen werden, um Leberkrebs bereits frühzeitig zu erkennen. Dies ist für den Therapieerfolg und das Überleben der Patienten entscheidend.PS
