Forscher wollen Lungentumoren aushungern

Foto: PDE4 in Lungentumorzellen

Bei Sauerstoffmangel (Hypoxie)
wird PDE 4 (grün) in Lungentumor-
zellen vermehrt gebildet. Zellkerne
sind blau gefärbt; © MPG

Damit der wachsende Tumor ausreichend Nährstoffe erhält, entwickeln sich neue Blutgefäße. Nachwachsendes Gewebe wird sofort mit neuen Gefäßen durchsetzt. Das Wachstum der Blutgefäße wird von den Tumorzellen mittels einer komplexen Signalkaskade reguliert. Auslöser ist anfangs ein niedriger Sauerstoffgehalt im Gewebe. "Dieser als Hypoxie bezeichnete Zustand führt zur Aktivierung von rund 100 Genen in den Tumorzellen", erklärt Rajkumar Savai, Leiter der Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut. "Der Tumor stimuliert damit neben dem Wachstum von Blutgefäßen auch die Vermehrung der Tumorzellen."

Dabei sind vor allem drei Moleküle von Bedeutung: Die Aktivierung der Gene am Anfang der Kaskade erfolgt über den Transkriptionsfaktor HIF. Am Ende der Kaskade steht wiederum ein Botenmolekül, das cAMP. Das Bindeglied zwischen diesen Molekülen haben die Forscher nun genauer untersucht. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Phosphodiesterase, die PDE4. In Studie konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass PDE4 an verschiedenen Abschnitten Bindungsstellen für HIF besitzt.

Im nächsten Schritt untersuchten die Forscher im Labor an 10 verschiedenen Zelllinien, die charakteristisch für rund 80 Prozent der Lungenkrebserkrankungen sind, welchen Einfluss die Blockade von PDE4 auf die Zellen hat. Wurden die Zellen mit einem PDE4-Hemmstoff behandelt, teilten sich die Zellen deutlich weniger. Außerdem nahm auch der HIF-Spiegel ab. Besonders deutlich wurde der Effekt dann im lebenden Organismus. Dazu implantierten die Forscher Nacktmäusen eine menschliche Tumorzelllinie unter die Haut und behandelten die Tiere mit dem Hemmstoff. Daraufhin ging das Tumorwachstum bei diesen Tieren um rund die Hälfte zurück.

"Unsere mikroskopische Analyse hat ergeben, dass das Blutgefäßwachstum in den Tumoren der Mäuse, die mit dem Hemmstoff behandelt worden waren, stark reduziert war. Gleichzeitig konnten wir auch Hinweise auf eine verlangsamte Zellteilung bei den Tumorzellen finden. Insgesamt war das Tumorwachstum deutlich gebremst."

MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft