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Krebsmedizin: Tumoren zapfen Kraftwerke des Immunsystems an

Krebszellen nutzen viele Möglichkeiten, um die Körperabwehr zu überlisten. Eine neue Studie zeigt: Sie stehlen den Immunzellen sogar die Energieversorgung.
Krebszelle

Krebszellen überlisten die Körperabwehr, indem sie dem Immunsystem die Energie entziehen und für sich selbst nutzen. Das gelingt ihnen mit Hilfe winziger »Tentakel«, mit denen sie die Immunzellen buchstäblich auspumpen. Über diesen Mechanismus berichtet ein Team um den Mediziner Shiladitya Sengupta von der Harvard Medical School.

Die Forscherinnen und Forscher experimentierten mit Laborkulturen, in denen Krebs- zusammen mit Immunzellen wuchsen. Die Zellen waren aus Mäusen und Menschen gewonnen worden und stammten aus verschiedenen Tumoren; bei den Immunzellen handelte es sich um natürliche Killerzellen sowie T-Lymphozyten.

Als das Team die Zellkulturen mit einem Rasterelektronenmikroskop untersuchte, zeigte sich, dass die Krebszellen winzige »Tentakel« ausstrecken, mit denen sie die Immunzellen berühren. Diese Minifangarme sind meist dünner als ein Mikrometer (millionstel Meter) und können bis zu hundert Mikrometer lang werden. Mit den Tentakeln saugen die Krebszellen etwas aus den Immunzellen, nämlich deren Mitochondrien. Das fanden die Forscher mit Hilfe von Fluoreszenzfarbstoffen heraus, mit denen sich der Diebstahl sichtbar machen ließ. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen und versorgen sie mit Energie. Die Krebszellen haben einen handfesten Nutzen davon, sie zu stehlen, wie das Team nachwies: Erstens schwächen sie damit die Körperabwehr, zweitens stärken sie ihre eigene Energieversorgung und gedeihen besser.

Und das tun sie nicht bloß unter Kulturbedingungen, sondern auch im lebenden Organismus. Senguptas Team spritzte Versuchsmäusen verschiedene Arten von Krebszellen unter die Haut und stellte fest: Acht Tage später hatten sie sich Mitochondrien angeeignet, die aus Immunzellen der Tiere stammten. Hinderten die Forscher die Krebszellen mit speziellen Chemikalien daran, Tentakel auszubilden, dann kam es deutlich seltener zum Mitochondrien-Klau – und die Tumoren, die in den Mäusen heranwuchsen, fielen merklich kleiner aus.

Elektronen- (links) und lichtmikroskopische (rechts) Aufnahme eines Krebszelltentakels | Ein winziger Tentakel (Nanotube) erstreckt sich von einer Krebszelle zu einer Immunzelle hin (links im Bild). Durch solche Schläuche hindurch eignen sich Krebszellen die Mitochondrien von Immunzellen an. Grün leuchtende Fluoreszenzfarbstoffe machen sichtbar, wie die Mitochondrien durch die Tentakel wandern (rechts im Bild). Dass es sich hierbei tatsächlich um die »Kraftwerke der Zelle« handelt, beweist zusätzlich ein zweiter Fluoreszenzmarker, der blau leuchtet und die Mitochondrien-DNA anfärbt.

Die Wissenschaftler hoffen, dass sich aus diesen Erkenntnissen ein neuer Ansatz für die Krebstherapie entwickeln lässt. »Unsere Beobachtungen deuten darauf hin: Hindert man Tumorzellen daran, diese Tentakel auszubilden, und kombiniert das mit bereits existierenden Krebsimmuntherapien, könnte das die Behandlungsergebnisse verbessern«, sagt der Mediziner Tanmoy Saha, der an der Studie beteiligt war.

Der Tumorexperte Alpaslan Tasdogan von der Universität Duisburg-Essen hält die Studie für einen wichtigen Beitrag: »Wir wissen, dass Krebszellen, die erfolgreich wachsen und Metastasen bilden, ihren Stoffwechsel ihrer Umgebung anpassen – und dass sie dabei auch Mitochondrien aufnehmen.« Nicht alle Immunzellen, die in einen Tumor eindringen, würden überleben, betont er, sondern nur jene, die hinsichtlich des Stoffwechsels an die Tumorumgebung adaptiert seien. Indem die Krebszellen diesen die Mitochondrien stehlen, könnten sie sich selbst anpassen und optimieren. Das zu verhindern, indem man die Tentakelbildung der Krebszellen unterbindet, hält Tasdogan für einen viel versprechenden Ansatz. »Allerdings fehlt es hierfür noch an einer Substanz, die hinreichend spezifisch wirkt – worauf die Autoren der Studie auch selbst hinweisen«, sagt der Mediziner.

Es ist schon lange bekannt, dass sich Krebszellen der Körperabwehr auf diverse Weise entziehen. Häufig tun sie das, indem sie so genannte Immuncheckpoints betätigen – Rezeptormoleküle auf Immunzellen, die die Abwehrreaktion regulieren. Krebszellen stellen oft Moleküle her, die passgenau an diese Checkpoints koppeln und dadurch die Immunreaktion dämpfen. Mediziner versuchen das zu vermeiden, indem sie Substanzen namens Immuncheckpoint-Inhibitoren verabreichen. Diese Stoffe sollen die Krebszellen daran hindern, die körpereigene Abwehr auszuschalten. Leider wirken sie nicht bei allen Patienten gleich gut, weshalb Forscherinnen und Forscher nach weiteren Ansätzen suchen, Tumoren von einer Manipulation des Immunsystems abzuhalten.

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