Krebszellen umgehen zelluläre Kontrollmechanismen, verstecken sich vor dem Immunsystem und bringen Blutgefäße dazu, in dem Tumor einzuwachsen und ihn zu versorgen. Zudem machen Krebszellen auch die Bindegewebszellen in ihrer Umgebung, die Fibroblasten, zu ihren Komplizen. Schon frühere Studien haben gezeigt, dass die umprogrammierten Fibroblasten den Tumor bei seinem Wachstum unterstützen, ihn vor dem Immunsystem und Chemotherapeutika schützen und Metastasen fördern. Wie genau aus gesunden Fibroblasten Krebshelfer werden, ist allerdings noch nicht vollständig verstanden.
Umprogrammierung nach Kraftwerk-Transfer
Ein Team um Michael Cangkrama von der ETH Zürich ist nun einem Trick der Tumorzellen auf die Spur gekommen. In einer Zellkultur mit Hautkrebszellen und normalen Fibroblasten fielen den Forschenden winzige Röhrchen zwischen den beiden Zelltypen auf. Nähere Untersuchungen enthüllten, dass die Tumorzellen über diese Röhrchen einige ihrer Mitochondrien auf ihre zuvor gesunden Nachbarn übertrugen. Mitochondrien sind die zellulären Kraftwerke, die chemische Energie in Form des Moleküls Adenosintriphosphat (ATP) produzieren. „Die Übertragung von Mitochondrien aus Tumorzellen führt in den Fibroblasten zu funktionellen Veränderungen“, berichtet das Forschungsteam.
So produzierten die gekaperten Zellen mehr ATP, vermehrten sich schneller und schütteten vermehrt Wachstumsfaktoren und weitere zelluläre Botenstoffe aus. Damit helfen sie den Krebszellen, ebenfalls schneller zu wachsen, und sorgen zudem für die Bildung neuer Blutgefäße in der Umgebung des Tumors. Das galt nicht nur für Hautkrebs, sondern auch für weitere Krebsarten wie Brustkrebs und Bauchspeicheldrüsenkrebs, wie Cangkrama und seine Kollegen in weiteren Experimenten beobachteten. In ihren Versuchen wiesen sie zudem nach, dass tumorförderlichen Veränderungen in den Fibroblasten nur dann stattfinden, wenn die Mitochondrien tatsächlich aus Krebszellen stammen. Übertrugen sie stattdessen zusätzliche Zellkraftwerke aus gesunden Zellen auf die Fibroblasten, wurden diese nicht umprogrammiert.
Ansatz für neue Therapien?
Um die molekularen Mechanismen zu ergründen, machten sich die Forschenden auf die Suche nach Proteinen, die bekanntermaßen den Austausch von Mitochondrien zwischen Zellen unterstützen. Dabei stießen sie auf das Protein MIRO2. „Dieses Protein wird in jenen Krebszellen sehr stark produziert, die ihre Mitochondrien übertragen“, berichtet Cangkramas Kollegin Sabine Werner. Das galt nicht nur in der Zellkultur, sondern auch in Proben von menschlichem Gewebe. Insbesondere an den Rändern von Tumoren, die invasiv ins Gewebe einwachsen, wiesen die Forschenden hohe Konzentrationen von MIRO2 nach – also genau dort, wo Tumorzellen und Fibroblasten direkt benachbart sind.
