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Experimente zeigen, wie Krebszellen dem Verhungern und dem Tod durch Chemotherapie entgehen
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Laborexperimente mit Krebszellen haben zwei Schlüsselmechanismen aufgedeckt, die es Tumoren ermöglichen, Medikamenten zu entgehen, die sie durch Blockierung ihres Stoffwechsels abtöten sollen.
Chemotherapie ist zwar wirksam bei der Behandlung von Krebs und verlängert das Überleben der Patienten, verliert aber oft ihre Wirksamkeit, da Krebszellen ihre Stoffwechselprozesse umstellen, um zu überleben. Viele Medikamente der Kategorie der Antimetaboliten wirken, indem sie Prozesse stören, die für Tumorwachstum und -überleben unerlässlich sind, wie beispielsweise die Synthese von Pyrimidinen, den Molekülen, die die Grundlage von RNA- und DNA-Nukleotiden bilden.
Wichtigste Ergebnisse der Studie
Wirkmechanismus von Medikamenten und Tumorvermeidung
- Die in der Studie verwendeten Medikamente (Raltitrexed, PALA, Brequinar) blockieren die Synthese von Pyrimidinen, was zur Erschöpfung ihrer Reserven in der Zelle und letztendlich zur Apoptose (programmierter Zelltod) führt.
- In einer Umgebung mit niedrigem Glukosespiegel (Tumormikroumgebung) verbrauchen Krebszellen jedoch weniger Pyrimidinreserven. Diese Verlangsamung beeinträchtigt die Wirksamkeit der Chemotherapie, da erschöpfte Pyrimidinreserven zum Zelltod führen.
Die Auswirkungen eines niedrigen Glukosespiegels
- Niedrige Glukosewerte stören die Aktivierung der Proteine BAX und BAK, die durch Zerstörung der Mitochondrien der Zelle Apoptose auslösen.
- Ein niedriger Glukosespiegel verlangsamt auch die Umwandlung einer Form von Pyrimidinen (UTP) in eine andere, die für zelluläre Prozesse benötigt wird (UDP-Glukose).
Überlebenskritische Gene
- Eine Analyse von 3.000 Genen, die mit dem Zellstoffwechsel in Zusammenhang stehen, ergab, dass die meisten von ihnen an der Synthese von Pyrimidinen beteiligt sind. Dies bestätigt, dass dieser Stoffwechselweg für das Überleben von Krebszellen unter Bedingungen niedrigen Blutzuckerspiegels entscheidend ist.
Praktische Bedeutung
Die Studie gibt Aufschluss über die Mechanismen, mit denen Krebszellen unter widrigen Bedingungen überleben, und eröffnet Perspektiven für neue Therapieansätze:
Entwicklung neuer Chemotherapie-Kombinationen:
Zukünftige Medikamente könnten Krebszellen dazu „austricksen“, sich so zu verhalten, wie sie es in einer normalen Glukoseumgebung tun würden, wodurch die Behandlung wirksamer wird.Diagnostik und Prognose:
Die Fähigkeit, Tests zu entwickeln, um festzustellen, wie der Tumor eines bestimmten Patienten auf niedrige Blutzuckerwerte reagiert, wird dazu beitragen, die Behandlung zu personalisieren.Forschung zu alternativen Stoffwechselwegen:
Blockierung zusätzlicher Stoffwechselwege in Krebszellen, um Apoptose zu induzieren. Insbesondere Chk-1- und ATR-Inhibitoren sind vielversprechende Ansätze, obwohl die Verträglichkeit für Patienten weiterhin eine Einschränkung darstellt.
Nächste Schritte
Die Forscher planen, weitere Stoffwechselwege und den Mechanismus der Apoptoseauslösung unter Niedrigzuckerbedingungen zu untersuchen, um zusätzliche Angriffspunkte für die Chemotherapie zu identifizieren. Dies könnte die Behandlungsergebnisse deutlich verbessern und die Möglichkeiten zur Bekämpfung resistenter Krebsarten erweitern.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Metabolism
veröffentlicht.