Z\u00fcrich \u2013 Manche Krebszellen entziehen sich Medikamenten, indem sie mithilfe von Rezeptoren eines Stresshormons in einen schlaf\u00e4hnlichen Zustand wechseln. Forschende haben eine Methode entwickelt, wie sie diese Rezeptoren ausschalten und damit den Schutzmechanismus der Zellen umgehen k\u00f6nnen. Daf\u00fcr haben sie einen Schalter gebaut, der in der Umgebung des Tumors durch Licht ein- und ausgeschaltet werden kann und die Rezeptoren f\u00fcr die Entsorgung kennzeichnet. Das System funktioniert im Labor bei Lungenkrebs und k\u00f6nnte k\u00fcnftig auch bei Brust- oder Prostatakrebs zum Einsatz kommen<\/p>\n
Tumorzellen k\u00f6nnen in eine Art Schlaf verfallen und sich dadurch der vernichtenden Wirkung von Krebsmedikamenten entziehen. Dieser Zustand wird bei einigen Krebsarten \u2013 etwa bestimmten Formen von Lungenkrebs \u2013 durch Stresshormone des K\u00f6rpers ausgel\u00f6st. In den Krebszellen erkennen Glukokortikoid-Rezeptoren die Hormone und fallen als Reaktion darauf in einen Zustand, in dem sie sich kaum noch teilen. Das macht viele Therapien wirkungslos. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen diese Rezeptoren auszuschalten mit der Idee, die Krebszellen dadurch aus dem Schlaf zu holen und sie so angreifbar zu machen.<\/p>\n
Licht begrenzt Wirkung auf den Tumor
Das Problem dabei: Jede Zelle unseres K\u00f6rpers verf\u00fcgt \u00fcber Glukokortikoid-Rezeptoren, die wichtige Funktionen \u2212 zum Beispiel bei der Entz\u00fcndungshemmung und f\u00fcr das Immunsystem \u2212 erf\u00fcllen. S\u00e4mtliche Rezeptoren im ganzen K\u00f6rper zu eliminieren, h\u00e4tte also verheerende Nebenwirkungen. Deswegen braucht es eine Methode, die ganz spezifisch nur die Glukokortikoid-Rezeptoren der Tumorzellen vernichtet.<\/p>\n
Daf\u00fcr haben Forschende der ETH jetzt eine L\u00f6sung gefunden: Sie entwickelten ein System, das die Vernichtung der Rezeptoren veranlasst. Seine Wirkung kann durch Licht im umliegenden gesunden Gewebe gezielt neutralisiert werden, um den Effekt auf den Tumor zu begrenzen. \u00abDas System beruht auf bestehender Medizintechnik und bietet somit eine realistische Perspektive f\u00fcr lokalisierte Therapien\u00bb, sagt Robin Scheuplein. Er ist Doktorand in der Forschungsgruppe von Katharina Gapp, Professorin f\u00fcr Epigenetik und Neuroendokrinologie, und einer der Erstautoren der Publikation.<\/p>\n
Markierung sorgt f\u00fcr Entsorgung von Rezeptoren
Die Forschenden nutzten f\u00fcr ihren Ansatz ein k\u00f6rpereigenes Recycling-System. Dieses erkennt defekte Eiweisse und markiert sie durch Anheften eines kleinen Molek\u00fcls f\u00fcr die Entsorgung \u2013 es klebt also quasi eine M\u00fcllmarke auf. Die so gekennzeichneten Eiweisse werden dann zerst\u00fcckelt. Diesen Prozess haben die Forschenden nun speziell f\u00fcr die Entsorgung von Glukokortikoid-Rezeptoren auf Tumorzellen modifiziert.<\/p>\n
Hierf\u00fcr haben sie einen Schalter gebaut, der aus drei Teilen besteht: eine Untereinheit, die an den Rezeptor bindet, ein flexibles Verbindungsst\u00fcck und eine weitere Untereinheit, welche das Enzym bindet, das die M\u00fcllmarken aufklebt. Die Kunst liegt im chemischen Design des Verbindungsst\u00fccks: Bei normalen Lichtverh\u00e4ltnissen ist es gestreckt, so dass das Enzym den richtigen Abstand vom Rezeptor hat, um ihn markieren zu k\u00f6nnen. Die Zelle erh\u00e4lt damit das Signal, den Rezeptor zu zerst\u00fcckeln und zu entsorgen. Bei Bestrahlung mit Licht in einer bestimmten Wellenl\u00e4nge bekommt das Verbindungsst\u00fcck einen Knick. Dadurch sind das Enzym und der Rezeptor nicht mehr korrekt zueinander positioniert, um die M\u00fcllmarken anzubringen.<\/p>\n
Lungenkrebszellen im Labor aus dem Schlaf erweckt
M\u00f6glich wurde dieser wissenschaftliche Fortschritt durch die Zusammenarbeit verschiedener Forschungsbereiche an der ETH. F\u00fcr die Experimente stellten Erick Carreira, Professor f\u00fcr organische Synthese, und sein Team mehrere Verbindungsst\u00fccke her. Eingebaut in den Schalter wiesen zwei davon bei Tests genau die erw\u00fcnschten Eigenschaften auf: Durch Licht liess sich der Schalter zwischen einer Form umschalten, die den Abbau des Rezeptors veranlasst, und einer Form, bei der dies nicht geschieht.<\/p>\n
Das Ziel ist, den Schalter f\u00fcr eine hochpr\u00e4zise lokale Krebstherapie anzuwenden: Er wird hierf\u00fcr in den Tumor injiziert und durch Licht werden dann all jene Schalter gezielt ausgeschaltet, die aus dem Tumor in das gesunde Gewebe wandern. \u00abSo l\u00e4sst sich die Aktivit\u00e4t strikt auf den Tumorkern begrenzen, wodurch das umliegende Gewebe geschont wird und deutlich weniger Nebenwirkungen auftreten. Die Wirkung ist reversibel und exakt steuerbar\u00bb, sagt Scheuplein.<\/p>\n
In Laborkulturen von Lungenkrebszellen konnten die Forschenden den erwarteten biologischen Effekt bereits nachweisen: Der Wirkstoff f\u00fchrte zum raschen Abbau der Glukokortikoid-Rezeptoren der Tumorzellen. Eine Analyse der Genaktivit\u00e4t zeigte auch, dass die Zellen dadurch aus ihrem Ruhezustand erwachten. \u00abNat\u00fcrlich muss dies nun noch in lebenden Organismen \u00fcberpr\u00fcft werden\u00bb, so Scheuplein.<\/p>\n
Anwendungen bei Brust- und Prostatakrebs
F\u00fcr die praktische Anwendung in der Krebstherapie m\u00fcssen die Forschenden das System zudem noch optimieren. Da Licht nur wenige Millimeter ins Gewebe eindringt, muss die Lichtquelle nahe an den Tumorgrenzen platziert sein, um die optische Schutzbarriere aufzubauen. Bei Lungenkrebs ist dies beispielsweise \u00fcber ein Endoskop gut m\u00f6glich. F\u00fcr Tumore, die tiefer im Gewebe liegen, wollen die Forschungsteams Schalter entwickeln, die auf l\u00e4ngere Wellenl\u00e4ngen wie etwa Nah-Infrarot ansprechen. Diese dringen tiefer und schonender ins Gewebe ein.<\/p>\n
\u00abWir haben ein modulares Baukastensystem entwickelt, das wir auch f\u00fcr das Ausschalten von anderen Rezeptoren verwenden k\u00f6nnen\u00bb, erkl\u00e4rt Scheuplein. Interessant seien f\u00fcr die klinische Anwendung beispielsweise der \u00d6strogenrezeptor bei hormonabh\u00e4ngigem Brustkrebs oder der Androgenrezeptor bei fortgeschrittenem Prostatakrebs. F\u00fcr die Forschung ist das System schon jetzt einsatzbereit, um komplexe Signalwege in der Krebsbiologie aufzukl\u00e4ren. (ETH\/mc\/pg)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Z\u00fcrich \u2013 Manche Krebszellen entziehen sich Medikamenten, indem sie mithilfe von Rezeptoren eines Stresshormons in einen schlaf\u00e4hnlichen Zustand…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":219675,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[20],"tags":[46,42,43805,610,124,123,206,44],"class_list":["post-219674","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-gesundheit","tag-at","tag-austria","tag-eth","tag-forschung","tag-gesundheit","tag-health","tag-krebs","tag-oesterreich"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@at\/116759439964817522","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/219674","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=219674"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/219674\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media\/219675"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=219674"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=219674"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=219674"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}