Mehr als die Hälfte der Krebspatienten, bei denen sich der Tumor über die primäre Stelle hinaus in andere Körperteile ausbreitet, haben Metastasen in der Lunge. Das legt nahe, dass dieses Organ besonders anfällig für Krebs ist.
Die Lunge – ein verlockender Ort für Krebszellen
Aber was macht die Lunge zu einem so verlockenden Ort für Krebszellen? Bekannt ist, dass Aufbau und Milieu der Lunge für Tumorzellen von Vorteil sind. Doch das allein kann die Häufung nicht erklären.
Warum sich Metastasen oft in der Lunge bilden, hat jetzt nun ein Forscherteam um Ginevra Doglioni von der Katholischen Universität (KU) Leuven untersucht. Dafür nahmen die Biomediziner Proben von aggressiven Lungenmetastasen aus krebskranken Mäusen und Menschen und analysierten per RNA-Sequenzierung, welche Gene in den einzelnen Zellen aktiv sind, und welche Nährstoffe dort vorkommen. Die Studie ist im Fachmagazin „Nature“ erschienen.
Zellen in Lungenmetastasen stellen andere Proteine her
Die Forscher fanden Hinweise für ein überaktives „Übersetzungsprogramm“. Demnach wird der genetische Code in den Krebszellen in größerem Ausmaß in Proteine übersetzt als in gesunden Körperzellen.
Auslöser dafür ist eine nachträgliche Modifikation des Initiationsfaktors eIF5A (Eukaryotic Translation Initiation Factor 5A: ein Protein, das beim Menschen vom eIF5A-Gen kodiert – verschlüsselt – wird), der die Translation (Übersetzung) in Gang setzt. Initiationsfaktoren sind Proteine und Proteinkomplexe in den Zellen aller Lebewesen, die notwendig für eine effiziente Translation der mRNA sind.
Was ist Messenger-RNA?
Aspartat verändert Proteinproduktion in Krebszellen
Aber wie kommt es zu dieser vermehrten Proteinherstellung in aggressiven Metastasen? „Wir fanden hohe Aspartatspiegel in der Lunge von Mäusen und Patientinnen mit metastasierendem Brustkrebs im Vergleich zu Mäusen und Patientinnen ohne Krebs“, berichtet Doglioni. „Das deutet darauf hin, dass Aspartat für die Lungenmetastasierung wichtig sein könnte.“
Aspartat ist eine Aminosäure, die im Blut nur in sehr niedrigen Konzentrationen vorkommt. In der Lungenflüssigkeit von Mäusen und Menschen mit Krebsmetastasen kommt dieser Proteinbaustein aber in sehr großen Mengen vor. Dort bindet Aspartat an einen Oberflächen-Rezeptor auf den Krebszellen und löst so eine Kettenreaktion aus, die letztlich zur Modifikation von eIF5A führt, wie die Experimente ergaben. Auf diese Weise führt Aspartat zu der veränderten Proteinproduktion in den Krebszellen.
Besonderheit von Lungenmetastasen
Krebszellen in Lungenmetastasen besitzen zudem mehr von Aspartat-bindende Rezeptoren als Krebszellen in Metastasen aus anderen Organen.
„Diese Korrelation deutet darauf hin, dass die Aspartat-Signalübertragung ein charakteristisches Merkmal von Krebszellen sein könnte, die in der Lunge wachsen“, erklärt Sarah-Maria Fendt von der KU Leuven. Demnach sorgt eine Kombination aus hohem Aspartatspiegel und speziellen Krebszellen in der Lunge dafür, dass dort besonders viele Zweittumore auftreten.
Die Erkenntnisse könnten künftig helfen, Krebspatienten zu behandeln und Metastasen zu verhindern. „Es gibt Medikamente, die auf den von uns identifizierten Mechanismus abzielen, so dass mit weiterer Forschung eine Übertragung in ein klinisches Umfeld möglich sein könnte“, sagt Sarah-Maria Fendt.