Metastasierungsmechanismen mit dem „Hamelin Assay“ besser verstehen

Ein Forschungsteam am Institut für Genetik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat molekulare Mechanismen entdeckt, die die Ansiedlung von Krebszellen in anderen Geweben ermöglichen können. Im Mittelpunkt stehen Netrine als Signalmoleküle.

Die Arbeitsgruppe um Dr. Tobias Reiff konzentrierte sich in seiner Publikation in „Nature Communications“ auf Darmtumore. Sie untersuchte, wie sich Zellen vom Primärtumor abspalten und über den Blut- oder Lymphkreislauf verbreiten und sich dann in anderen Geweben ansiedeln („Homing“). „Diese Vorgänge sind nur unzureichend verstanden. Entgegen früherer Meinung wissen wir heute, dass Tumore schon früh streuen können. Körpereigene Abwehrmechanismen verhindern aber zunächst meist noch erfolgreich, dass sich die so abgelösten Zellen ausbreiten“, erläutert Reiff.

Die Forschenden identifizierten nun Signalmoleküle (Netrine) sowie den zugehörigen Rezeptor (Frazzled/Deleted in Colorectal Cancer [DCC]), welche kontrollieren, wann sich einzelne Zellen aus dem Tumor lösen und wandern. Als Forschungsobjekt diente die Fruchtfliege Drosophila melanogaster.

„Wenn wir die zugrundeliegenden Mechanismen der Metastasierung bei Drosophila verstehen, ergeben sich möglicherweise auch Ansatzpunkte für Therapien beim Menschen“, betont Dr. Lisa Zipper, Erstautorin der Studie. Auf genetischer Ebene bestehen große Ähnlichkeiten, etwa gleichen sich die tumortreibenden Signalwege – welche die Teilungshäufigkeit, den Zelltod und das Zellschicksal bestimmen – in großen Teilen.

Netrine als „Rattenfänger“

Die Düsseldorfer Forschenden untersuchen die Fliegen mit moderner Lasermikroskopietechnik. Mithilfe fluoreszenzmarkierter Proteine – die über Laserimpulse selektiv sichtbar gemacht werden können – verfolgten sie, wie Stammzellen migrieren und welche Moleküle an der Metastasierung beteiligt sein können. Den hierzu entwickelten neuen Experimentieransatz tauften die Forschenden „Hamelin Assay“ – in Anlehnung an das Märchen vom Rattenfänger von Hameln. Hiermit konnten sie detailliert bestimmen, wie die Richtung wandernder Zellen im Darm durch Netrine gelenkt wird – ähnlich wie die Ratten im Märchen durch die Flöte des Rattenfängers.

„Bei rund 65 Prozent der Darmkrebspatienten ist dieses Rezeptormolekül verändert. Dies ist ein gutes Indiz dafür, dass die Netrine bei der Krebsverbreitung eine Rolle spielt“, sagt Reiff. Weitere Studien sollen zeigen, ob zukünftige Therapien, die der Metastasierung entgegenwirken, am DCC-Rezeptor ansetzen können.

Die Forschungsarbeiten wurden von der Wilhelm Sander-Stiftung und der Deutschen Krebshilfe gefördert.