Lungentumor: Grazer Forscher entdeckten Stoffwechselweg für Wachstum

13. Mai 2014, 16:25
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Die Hemmung des Enzyms PEPC führt zum Tod von Tumorzellen - so Wissenschafter der MedUni Graz

Tumore brauchen für ihr Wachstum sehr viel Energie. Eine Strategie, die das Überleben der Zellen auch unter Nährstoffmangel begünstigt, haben Forscher der Medizinischen Universität Graz gemeinsam mit dem Weatherall Institute in Oxford identifiziert. Demnach spielt das Enzym PEPCK (Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase) eine wichtige Rolle. Die Hemmung führte im Labormodell zum Zelltod.

Hoher Energiebedarf

Viele Tumore, insbesondere die sehr schnell wachsenden, aggressiven haben einen erhöhten Bedarf an Energie und an Bausteinen für neue Zellbestandteile. Sie können einen Teil der Energie 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 Tumoren offenbar über einen Mechanismus, sich an chronischen Mangel von Glukose anzupassen und das Überleben zu sichern, so die MedUni Graz.

"Die zellinternen Reaktionen auf eine unzureichende Nährstoffzufuhr sind bisher kaum untersucht worden", berichtete Katharina Leithner von der Klinischen Abteilung für Pulmonologie der Med-Uni Graz. Sie und ihre Kollegen konnte erstmals nachweisen, das Lungenkrebszellen mit Glukosemangel auf die Milchsäure - ein Nebenprodukt des Glukosestoffwechsels - zurückgreifen, um weiter wichtige Zellbestandteile aufzubauen.

Die Glukoneogenese, die Neubildung von Glukose aus Stoffwechsel-Nebenprodukten, findet vor allem in normalen Leberzellen statt. Das Schlüsselenzym dazu ist PEPCK, bisher vorwiegend aus der Diabetestherapie bekannt, so Leithner. 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".

Suche nach Medikament

Die Grazer Labormodelle hätten gezeigt, dass Glukosemangel in gezüchteten Lungenkrebszellen zu einer deutlichen Zunahme von PEPCK führt und dessen Aktivität zusätzlich steigert. Mithilfe 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.

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. (APA, derStandard.at, 12.5.2014)

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