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Brustkrebs: Metastasen bilden sich vor allem im Schlaf

Bisher nahm man an, dass Tumoren unabhängig von der Tageszeit streuen. Doch auch sie unterliegen den Gesetzen der inneren Uhr – mit vielleicht weit reichenden Folgen für die Krebsbehandlung.
Krebszellen
Die Vermehrung von Krebszellen folgt einer zirkadianen Rhythmik. (Symboldbild)

Brustkrebs streut vorwiegend dann, wenn wir schlafen. Das berichtet eine Forschungsgruppe um die Zellbiologin Zoi Diamantopoulou von der ETH Zürich im Fachjournal »Nature«. Dabei lösen sich Zellen vom Ursprungstumor, gelangen in die Blutbahn und bilden andernorts Metastasen. Bisher nahm man an, dass sich diese zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) konstant bilden beziehungsweise als Reaktion auf mechanische Reize wie operative Eingriffe entstehen.

Das Team entnahm 30 Patientinnen mit Brustkrebs zweimal eine Blutprobe: um vier Uhr nachts (Schlafphase) sowie um zehn Uhr morgens (Wachphase). Es stellte fest, dass fast 80 Prozent der gesamten CTCs aus der nächtlichen Blutprobe stammten.

Um diesen überraschenden Befund genauer zu ergründen, untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Mäuse, die entweder genetisch so verändert waren, dass sie an Brustkrebs erkrankten, oder denen sie menschliche Brustkrebszellen injizierten. Auch bei den Nagern bildeten sich die CTCs vor allem während des Schlafs – allerdings tagsüber, da Mäuse nachtaktiv sind. Hielten die Forschenden die Tiere länger wach, entstanden tagsüber deutlich weniger der zirkulierenden Tumorzellen.

Die Gabe von Melatonin führte hingegen zu mehr Tumorzellen in der Blutbahn. Das Hormon reguliert den Schlaf-wach-Rhythmus und wirkt schlaffördernd. Bei genetisch veränderten Mäusen ohne funktionierenden zirkadianen Rhythmus bildeten sich die CTCs unabhängig von der Ruhezeit.

Die Autoren injizierten zudem gesunden, tumorfreien Mäusen in verschiedenen Phasen des zirkadianen Zyklus CTCs aus der Ruhe- und aus der Aktivphase. Wie sie feststellten, bilden die Zellen aus der Ruhephase aggressivere Tumoren als solche aus der aktiven Phase. Außerdem entwickelten ruhende Mäuse mit höherer Wahrscheinlichkeit Tumoren als aktive Tiere.

Wieso übernehmen die Krebszellen das Kommando ausgerechnet im Schlaf, der doch so wichtig für die Gesundheit ist? Diamantopoulou und ihre Kollegen fanden eine Antwort darauf im Erbgut der CTCs: In der Schlafphase waren vor allem jene Gene hochreguliert, die für die Zellvermehrung verantwortlich sind.

Die Studie demonstriert eindrucksvoll, wie die Biologie von Tumorzellen im Verlauf von 24 Stunden variiert. Diese zirkadiane Abhängigkeit könnte grundlegend verändern, wie Ärzte und Ärztinnen Krebs diagnostizieren und behandeln. Um etwa zu verhindern, dass die Ergebnisse von Blutentnahmen verzerrt werden, könnte medizinisches Personal Proben zu fixen Zeitpunkten entnehmen. Außerdem sollten solche Therapien gewählt werden, die ihre maximale Wirkung im Schlaf entfalten. Im Folgenden wird untersucht, ob die Zusammenhänge auch für andere Krebsarten gelten.

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