Melanom: Tumorwachstum durch Eingriff in mitochondriale Prozesse hemmen

In präklinischen Laborexperimenten mit Melanom-Zellkulturen gelang es Forschenden, Krebszellen durch den Einsatz von Antibiotika und Inhibitoren der mitochondrialen Energieproduktion erfolgreich zu eliminieren.

Ein internationales Team unter Leitung der Universität Lund in Schweden hat herausgefunden, dass bestimmte aggressive Melanom-Tumoren stark auf zwei zentrale mitochondriale Prozesse angewiesen sind. In ihrer Studie zeigen sie, dass schnell wachsende Melanom-Tumoren häufig eine überaktive mitochondriale Proteinsynthese und Energieproduktionswege aufweisen, die das aggressive Wachstum antreiben. Die Forschenden kartierten die mitochondriale Signatur von Melanom-Tumoren und identifizierten einen einzigartigen biologischen Fingerabdruck, der auf eine gesteigerte mitochondriale Aktivität hinweist.

Erhöhte mitochondriale Proteinsynthese

„Wir haben eine mitochondriale Signatur identifiziert, die besonders in den aggressivsten Melanom-Tumoren aktiv ist – dort, wo die mitochondriale Proteinsynthese signifikant erhöht ist und das Tumorwachstum antreibt. Dies stellt jedoch auch eine Verwundbarkeit dar, die wir therapeutisch nutzen können“, erklärt Jeovanis Gil von der Universität Lund und Seniorautor der Studie. Die Arbeitsgruppe widmet sich der Erforschung mitochondrialer Funktionen bei Melanom und anderen Krebsarten.

Die Studie umfasste Analysen von 151 Gewebeproben aus gesunder Haut und Melanom-Tumoren, die sowohl von lebenden Patienten als auch von verstorbenen Spendern stammten. Die Forschenden stellten eine deutlich erhöhte mitochondriale Aktivität fest – insbesondere in Bezug auf die Energieproduktion (oxidative Phosphorylierung) und die mitochondriale Proteinsynthese – in den therapieresistentesten Melanomfällen, insbesondere bei Patienten mit metastasierter Erkrankung und BRAF-Genmutation.

Wirksamkeit bekannter Substanzen

Mit bereits zugelassenen Medikamenten gelang es dem Team, diese tumortreibenden mitochondrialen Prozesse in Laborexperimenten gezielt zu hemmen. Die Behandlung von Melanomzellen mit spezifischen Mitochondrien-Inhibitoren und gängigen Antibiotika (Doxycyclin, Tigecyclin, Azithromycin), die üblicherweise zur Hemmung der bakteriellen Proteinsynthese eingesetzt werden, führte zur effektiven Eliminierung der Melanomzellen, während gesunde Hautzellen verschont blieben.

Die Forschenden sehen in diesen Ergebnissen eine Bestätigung dafür, dass die gezielte Hemmung mitochondrialer Aktivität ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Therapien des fortgeschrittenen Melanoms sein könnte. Da die eingesetzten Medikamente bereits für den Menschen zugelassen sind, eröffnen sich Möglichkeiten für eine Umwidmung, was den Weg zu klinischen Studien beschleunigen könnte.

Biomarker für Ansprechen und Rezidivrisiko

„Die Ergebnisse beziehen sich auf Laborstudien an Zellen und Analysen von Patiententumoren. Sie deuten auf einen vielversprechenden Ansatz für Kombinationstherapien mit bereits zugelassenen und verfügbaren Medikamenten hin. Klinische Studien wurden jedoch noch nicht durchgeführt; diese werden notwendig sein, um die Wirksamkeit beim Menschen zu prüfen. Es ist ein erster Schritt, der jedoch zeigt, dass Mitochondrien nicht nur Teil des Krebsprozesses sind – sie könnten auch die Achillesferse des Tumors darstellen“, so Gil.

Darüber hinaus schlagen die Forschenden vor, dass die mitochondriale Aktivität als früher Biomarker dienen könnte, um das Rückfallrisiko beim Melanom vorherzusagen und Patienten zu identifizieren, die bereits in einem frühen Stadium von einer solchen Behandlung profitieren könnten.

Laut Gil lassen sich diese Signaturen in Standard-Biopsieproben messen und können so ein wertvolles Instrument zur frühzeitigen Identifikation und gezielten Intervention bieten. „Wir sehen, dass die Signatur von Anfang an vorhanden ist.“