Donnerstag, 23. November 2017

Fehlgesteuerter Abbau von Eiweiß führt zu Therapieresistenz bei Krebs - Neuer Therapieansatz bei Blutkrebs und Hirntumoren?

Im Labor gefärbte Blutstammzellen

Krebsstammzellen können Blutkrebs auslösen. Foto: Simon Raffel/DKFZ

Forschungsergebnisse von DKFZ und HI-STEM hochrangig veröffentlicht

Förderung von HI-STEM durch die Dietmar Hopp Stiftung seit 2008

Ein Forscherteam um Professor Andreas Trumpp am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und Heidelberger Institut für Stammzelltechnologie und Experimentelle Medizin (HI-STEM gGmbH) in Heidelberg entdeckte kürzlich einen Zusammenhang zwischen fehlgeleitetem Eiweißabbau und Therapieresistenz bei Krebs. Die Studie von Erstautor Simon Raffel wurde hochrangig in Nature veröffentlicht.

Eiweiße, auch Proteine genannt, sind Baustoffe für Zellen und Gewebe wie Muskelfasern, Organe und Blut. Auch die meisten Biokatalysatoren (Enzyme), verschiedene Hormone (z.B. Insulin), und die Antikörper des Immunsystems sind aus Proteinen aufgebaut. Proteine bestehen aus langen Ketten von Aminosäuren, die die Eigenschaften der Proteine bestimmen. Insgesamt kommen in Proteinen mehr 20 verschiedene Aminosäuren vor. Drei davon zählt man zu den sogenannten „verzweigt-kettigen Aminosäuren“. Sie sind in den allermeisten Proteinen unserer Nahrung enthalten und sind besonders bei Bodybuildern als Nahrungsergänzungsmittel beliebt, da sie den Muskelaufbau fördern sollen.

Forscher des von der Dietmar Hopp Stiftung geförderten HI-STEM fanden nun in Zusammenarbeit mit dem DKFZ heraus, dass der fehlgesteuerte Abbau der verzweigt-kettigen Aminosäuren eine zentrale Rolle bei der Entstehung und der Therapieresistenz von Leukämien und bösartigen Hirntumoren spielt.

„Unsere Arbeiten haben gezeigt, dass die besonders bösartigen und therapieresistenten Krebsstammzellen das Enzym BCAT1 überproduzieren“ sagt Simon Raffel. Das Team konnte zeigen, dass BCAT1 den Spiegel eines zentralen Moleküls des Energiestoffwechsels senkt, wodurch das Erbgut vermehrt mit winzigen krebsfördernden Markierungen, sogenannten Methylierungen, versehen wird. Diese entscheiden mit darüber, welche Gene aktiv sind oder stumm bleiben und haben dadurch einen immensen Einfluss auf viele Zellfunktionen, unter anderem auf die Tumoraggressivität und die Resistenz gegenüber Chemotherapien.

„Unsere Analyse zeigt die überraschende Verbindung zwischen dem Abbau von Nahrungsproteinen und der Regulierung der Aktivität unseres Erbguts. Die Blockade des BCAT1-Enzyms mit einem zielgerichteten Wirkstoff könnte die Methylierung des Erbguts der Krebszellen normalisieren und deren Ausbreitung und Therapieresistenz eindämmen”, sagt der Leiter der Studie Andreas Trumpp, Geschäftsführer von HI-STEM und Abteilungsleiter am DKFZ.

Das Stammzell-Institut HI-STEM gGmbH ist eine Partnerschaft des DKFZ und der Dietmar Hopp Stiftung.

Literatur
Raffel, Falcone, Kneisel et al. Radlwimmer and Trumpp; Nature 551, 384–388; 16 Nov. 2017

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