Grazer erforschen Energiebedarf von Tumoren
Viele Tumore - insbesondere die sehr schnell wachsenden, aggressiven - haben einen erhöhten Bedarf an Energie und an Bausteinen für neue Zellbestandteile. Einen Teil dieser Energie können sie aus der Zellatmung und dem Abbau von Fetten durch die übliche Verbrennung gewinnen - und durch die Vergärung von Zucker. Allerdings braucht die Gärung sehr große Mengen an Glukose. Daher verfügen die Tumore offenbar über einen Mechanismus, sich an chronischen Mangel von Glukose anzupassen und das Überleben der Zellen zu sichern.
Forschung an Lungenkrebszellen
„Die zellinternen Reaktionen auf eine unzureichende Nährstoffzufuhr sind bisher kaum untersucht worden“, sagt Katharina Leithner von der Klinischen Abteilung für Pulmonologie der Med-Uni Graz unter der Leitung von Horst Olschewski. Seine Forschergruppe konnte erstmals nachweisen, dass Lungenkrebszellen mit Glukosemangel auf die Milchsäure - ein Nebenprodukt des Glukosestoffwechsels - zurückgreifen, um weiter wichtige Zellbestandteile aufzubauen.
Enzym bisher im Zusammenhang mit Diabetes bekannt
Die Glukoneogenese, die Neubildung von Glukose aus Stoffwechsel-Nebenprodukten, findet vor allem in normalen Leberzellen statt. Das Schlüsselenzym dazu ist laut Leithner PEPCK, bisher hauptsächlich aus der Diabetestherapie bekannt. Nun habe sich herausgestellt, dass PEPCK auch in bösartigen Tumoren der Lunge aktiv ist: „Das Enzym ermöglicht den Tumorzellen das Recycling von Milchsäure oder die Umwandlung von Aminosäuren in zentrale Stoffwechselprodukte“.
Glukose maßgeblich beteiligt
Die Grazer Labormodelle hätten gezeigt, dass Glukosemangel in gezüchteten Lungenkrebszellen zu einer deutlichen Zunahme von PEPCK führt und dessen Aktivität zusätzlich steigert. Mit Hilfe dieses Enzyms waren Lungenkrebszellen unter Wachstumsbedingungen mit niedriger Glukosekonzentration in der Lage, Milchsäure zu einem Zwischenprodukt des Stoffwechsels umzuwandeln. Wurde das Enzym gehemmt, konnten weniger Lungenkrebszellen überleben.
Mutation betrifft 30 Prozent der Patienten
Maßgeblich sei der Effekt vor allem bei Lungenkrebszellen nachgewiesen worden, die eine Mutation des Energiesensors LKB1 haben. Diese kommt bei rund 30 Prozent der Lungenkrebspatienten vor. Aktuell untersuchen die Grazer Forscher, ob ein bestimmtes, für die Diabetes-Therapie eingesetztes Medikament auch als Hemmer für PEPCK in Tumorzellen eingesetzt werden könnte.