Typ-2-Diabetes: Exosomen mögliche Ursache für höheres Brustkrebsrisiko

Exosomen aus dem Blut von Menschen mit Typ-2-Diabetes beeinflussen die Funktion von Tumor-infiltrierenden Immunzellen. Das hat eine neue US-Studie ergeben und könnte auch der Grund für die schlechteren Prognosen bei Brustkrebspatientinnen mit Typ-2-Diabetes sein.

Übergewichtige Patientinnen mit Typ-2-Diabetes (T2D) neigen zu einem höheren Risiko für Brustkrebs und schlechteren klinischen Verläufen nach einer Brustkrebsdiagnose im Vergleich zu Patientinnen ohne Diabetes. Die genaue Ursache dafür ist bislang unbekannt.

In einer neuen Studie haben Forschende der Chobanian & Avedisian School of Medicine der Boston University (USA) unter der Leitung von Prof. Gerald Dennis mithilfe von Organoiden den Einfluss von Exosomen aus Menschen mit T2D konkret auf die Immunzellen im Tumor untersucht.

Organoide aus menschlichen Tumorproben

Bei Exosomen handelt es sich um winzige Partikel, die von Zellen abgespalten werden und in die Blutbahn gelangen können. Dennis und sein Team konnten Exosomen zuvor bereits als Schlüsselfaktoren in der Tumorentwicklung identifizieren¹. In weiteren Studien haben sie außerdem gezeigt, dass Exosomen aus Diabetikern spezifische Biomarker aufweisen und womöglich einen aggressiveren Phänotyp des Tumors begünstigen^2,3. Inwiefern das Immunsystem im Tumor durch die Exosomen verändert wird, war jedoch bisher unklar.

In der neuen Studie züchtete das Forschungsteam im Labor 3D-Modelle aus Tumorproben von Brustkrebspatientinnen. Diese von Patienten stammenden Organoide enthalten die ursprünglich im Tumor befindlichen Immunzellen, insbesondere die Tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TILs). Die Mini-Tumoren wurden anschließend mit Exosomen aus dem Blut von Menschen mit und ohne T2D, die keinen Krebs hatten, behandelt. Mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung analysierten die Forschenden, wie die Exosomen die Immunzellen und den Tumor selbst beeinflussen.

Immunsuppressives Tumormileu

Die Ergebnisse zeigen, dass nach der Zugabe von T2D im Vergleich zu nicht-diabetischen Exosomen die Anzahl der immunsuppressiven TILs stark erhöht war. Darüber hinaus verzeichneten die Forschenden neben einem Anstieg der intratumoralen Heterogenität auch eine Hochregulation aggressiver Signalwege.

„Das ist die erste Studie, die Exosomen von Menschen mit Typ-2-Diabetes direkt mit einer unterdrückten Immunaktivität in menschlichen Brusttumoren in Verbindung bringt“, erklärt Korrespondenz-Autor Prof. Gerald Denis von der Boston University. „Diabetes verändert die Funktionsweise des Immunsystems in Tumoren. Das könnte erklären, warum aktuelle Behandlungen wie die Immuntherapie bei Diabetikerinnen nicht so gut wirken.“

Die neuen Erkenntnisse ergänzen die bisherigen Studien, die darauf hindeuten, dass eine metabolische Dysregulation unter anderem durch exosomale Signalwege das Tumormikromilieu verändert und dadurch die Anti-Tumor-Immunität einschränkt. Diese Prozesse besser zu verstehen könnte also dabei helfen, eine präzisere und personalisierte Behandlung dieser Hochrisiko-Patientinnen zu ermöglichen.

Fortschritt in der Organoid-Forschung

Neben der Bedeutung für Brustkrebspatientinnen mit Diabetes zeigt die Studie auch, wie patientenabgeleitete Organoide die onkologische Forschung voranbringen können. Denis und Erstautorin Dr. Christina Ennis entwickelten erstmals ein Organoid-System, das die Immunzellen aus menschlichen Tumoren konserviert. Das ermöglicht Wissenschaftlern, die Tumor-Immun-Interaktionen in einer realitätsnahen Laborumgebung zu untersuchen. Neben Brustkrebs könnte diese Studie demnach auch für andere Krebsarten relevant sein, die von Immunsuppression und Stoffwechselerkrankungen betroffen sind.

(mkl/BIERMANN)