Forschende der Universität Basel haben herausgefunden, dass grosse Mengen der Aminosäure Arginin den Stoffwechsel regelrecht umprogrammieren und so das Krebswachstum fördern.
Krebszellen sind nämlich wie Chamäleons! Denn sie verändern ihren gesamten Stoffwechsel, um rasant zu wachsen. Krebs ist somit immer auch eine Stoffwechselstörung! Vielen Menschen ist das nicht bewusst.
Eine Studie von der Universität Basel liefert darüber hinaus neue Ideen, wie sich eine Therapie z.B. von Leberkrebs optimieren lässt.
Unsere Leber ist bekanntlich ein unverzichtbares Organ mit vielfältigen Aufgaben: sie verarbeitet Nährstoffe, speichert Energie, reguliert den Blutzuckerspiegel und übernimmt eine zentrale Rolle bei der Entgiftung und Beseitigung von Schadstoffen und Medikamenten.
Faktoren wie Fettleibigkeit, Infektionen mit dem Hepatitis C-Virus und ein übermässiger Alkoholkonsum erhöhen bekanntlich das Risiko für Leberkrebs – eine Krebsart mit einer der weltweit höchsten Sterblichkeitsraten. Die Früherkennung dieses Krebses sowie zielgerichtete Therapien sind für den Behandlungserfolg entscheidend.
In den letzten zehn Jahren hat man in der Forschung grosse Fortschritte erzielt, um den Krebs mit seinen vielen Facetten besser zu verstehen. Lange Zeit ging man davon aus, dass Krebs primär durch eine Störung im Zellwachstum entsteht. Es deutet jedoch immer mehr darauf hin, dass es sich um eine Form von Stoffwechselstörung handelt.
Mit anderen Worten: Krebs entsteht, wenn Zellen ihren Stoffwechsel umstellen, um sich dann unkontrolliert zu vermehren.
Doch wie verändern die Zellen nun ihren Stoffwechsel? Und wie entsteht dadurch der Krebs?
In ihrer gerade erst in «Cell» erschienen Studie, haben Forschende um Prof. Dr. Michael N. Hall vom Biozentrum, Universität Basel, nun einen wichtigen Akteur gefunden, der den Stoffwechsel in Leberkrebszellen neu verschaltet.
«In Lebertumoren von Mäusen und Patienten haben wir grosse Mengen der Aminosäure Arginin gefunden, obwohl Leberkrebszellen weniger bis kein Arginin mehr herstellen. Die Krebszellen häufen Arginin an, indem sie mehr Arginin aufnehmen und zugleich weniger verbrauchen.», erklärt Erstautor Dr. Dirk Mossmann.
«Die grossen Mengen braucht es für das Tumorwachstum, unabhängig von der Rolle, die Arginin bei der Proteinherstellung spielt. Wir haben uns daher gefragt, wie Arginin die Tumorbildung fördert.»
Ist die Konzentration von Arginin sehr hoch, bindet es sich an einen spezifischen Faktor, der stoffwechselrelevante Gene steuert. Diese lösen die Verschiebungen im Stoffwechsel aus und kurbeln das Krebswachstum an. Die Zellen werden dadurch in eine Art embryonalen Zustand zurückversetzt, also quasi verjüngt, und können sich wieder unbegrenzt teilen.
Die Tumorzellen profitieren noch auf andere Weise davon, dass sie viel Arginin aufnehmen. «Denn so entziehen sie der Umgebung und damit den umliegenden Immunzellen das Arginin, die dieses jedoch brauchen, um richtig zu funktionieren. Dadurch können die Krebszellen dem Immunsystem leichter entkommen.», sagt Herr Mossmann.
Was heisst das jetzt konkret für die Krebstherapie?
Die Forschende empfehlen, den o.b. spezifischen Arginin-bindenden Faktor ins Visier zu nehmen, anstatt den Arginin-Spiegel im Ganzen zu reduzieren.
«Wenn wir Lebertumore mit dem Krebsmedikament Indisulam behandeln, wird der Arginin-bindenden Faktor abgebaut, und die Stoffwechselveränderungen bleiben aus.», ergänzt Herr Mossmann.
«Und wir können die Nebenwirkungen, die mit verringerten Arginin-Spiegeln einhergehen, vermeiden, wie etwa eine beeinträchtigte Funktion der Immunzellen.»
Die erhöhten Arginin-Werte können in der nahen Zukunft als Biomarker herangezogen werden, um den gefürchteten Leberkrebs bereits frühzeitig zu erkennen. Denn Zeitgewinn bedeutet alles. Er ist für den Therapie-Erfolg und das Überleben der Patienten sehr entscheidend.
Quelle:
Dirk Mossmann et al.
Arginine reprograms metabolism in liver cancer via RBM39.
Cell (2023), doi: 10.1016/j.cell.2023.09.011
Foto:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01032-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867423010322%3Fshowall%3Dtrue
http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.011
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