Krebs: Stoffwechselprodukt als potenzieller Angriffspunkt für neue Therapien

Neuer Verursacher für Krebs und Autoimmunerkrankungen

Ein Stoffwechselprodukt wurde im Rahmen einer aktuellen Studie als Verursacher von Entzündungen identifiziert, die wiederum Krankheiten wie Krebs und Autoimmunerkrankungen begünstigen. Gleichzeitig offenbart das entdeckte Stoffwechselprodukt einen Angriffspunkt für neuartige Behandlungsansätze.

Forschende der Universität zu Köln fanden heraus, dass die Anhäufung des Stoffwechselproduktes Fumarat in den Mitochondrien, also den Kraftwerken der Zellen, zu Entzündungen führt, die mit der Entstehung von Krebs und Autoimmunerkrankungen in Verbindung stehen. Die Studienergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ präsentiert.

Was sind Mitochondrien?

Mitochondrien sind abgegrenzte Feinstrukturen (Organellen) innerhalb von Zellen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Energie im Form von Adenosintriphosphat (ATP) zu erzeugen, weshalb sie auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet werden. Sie sind für das reibungslose Funktionieren der Zelle unabdingbar.

Mitochondriales Stoffwechselprodukt verursacht Entzündungen

Die Arbeitsgruppe der Universität zu Köln um Dr. Christian Frezza konnte nun erstmals einen Zusammenhang zwischen dem mitochondrialen Stoffwechselprodukt Fumarat und dem Beginn einer Entzündung aufzeigen.

Eine der wichtigsten Stoffwechselreaktionen, die in den Mitochondrien ablaufen, ist die sogenannte Fumarat-Hydratase. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Reaktionen, bei denen Energie in Form von ATP erzeugt wird. Vereinfacht ausgedrückt wird bei diesem Prozess Fumarat in Malat umgewandelt.

Defekte in der Fumarat-Hydratase als Ursache für Krebs

Defekte in der Fumarat-Hydratase wurden bereits in früheren Studien mit der Entstehung von aggressiven Nierenkrebs verbunden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich Fumarat in den Mitochondrien anhäuft. Fumarat gilt daher als onkogener Metabolit, auch als Onkometabolit bezeichnet – also ein Stoffwechselprodukt, das an der Entstehung von Krebs beteiligt sein kann.

Schädigender Prozess erstmals dokumentiert

Im Rahmen der aktuellen Studie konnte das Team nun das Wissen um diesen Prozess vertiefen und erstmals mit Hilfe modernster Technik dokumentieren, wie Fumarat die Mitochondrien schädigt. Die Kraftwerke der Zellen setzen durch die Schädigung kleine Bläschen frei, die als „mitochondrial-derived vesicles“ bezeichnet werden.

Schädigung der Mitochondrien löst Immunreaktion aus

Nach Angaben der Arbeitsgruppe sind diese Bläschen gefüllt mit mitochondrialer DNA und RNA. Nach der Freisetzung lösen sie eine Immunreaktion aus, die letztendlich zu einer Entzündung führt, die wiederum den Grundstein für bestimmte Krebs- und Autoimmunerkrankungen legen könnte.

„Unsere Studie zeigt zum ersten Mal einen Zusammenhang zwischen einem mitochondrialen Stoffwechselprodukt und dem Beginn einer Entzündung auf, die die Grundlage für Krebs und verschiedene Autoimmunkrankheiten sein könnte“, bestätigt Dr. Frezza.

Ansatz für neue Therapien

„Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse können wir nun neue Ansätze zur Behandlung der Patienten erarbeiten, die hoffentlich in Zukunft zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien zur Behandlung der Krebspatienten führen werden“, resümiert der Studienleiter. (vb)