Antioxidantien schützen das Herz bei Krebs

Bei Fruchtfliegen kehren Antioxidantien tumorbedingte Herzfunktionsstörungen um. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie mit Tiermodellen, die US-amerikanische Forscher im Magazin Antioxidants des Schweizer Wissenschaftsverlags veröffentlicht haben. Die Versuche zeigen, dass bereits allein das Vorhandensein eines Krebstumors zu Herzschäden führen kann. Die Forscher vermuten, dass dadurch produzierte freie Radikale mit bestimmten Zellen im Herzen interagieren.

Zuletzt aktualisiert am 16. November 2021 um 16:56

Freie Radikale verantwortlich für krebsbedingte Herzschäden

Tumore bei Mäusen und Fruchtfliegen führten zu unterschiedlichen Ausprägungen von Herzfunktionsstörungen – insbesondere einer Abnahme der Blutpumpfähigkeit des Herzens. Das Hinzufügen bestimmter Arten von Antioxidantien zu der Nahrung von Fruchtfliegen mit Tumoren kehrte die Schäden an ihren Herzen um. Dieser Befund deutet darauf hin, dass Schäden durch freie Radikale der wahrscheinliche Zusammenhang zwischen Krebs und Herzfunktionsstörungen sind.

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„Krebs wird zu einer systemischen Erkrankung“, betonte Studienautorin Shubha Gururaja Rao, Assistenzprofessorin für Pharmakologie an der Ohio Northern University und außerordentliches Fakultätsmitglied für Physiologie und Zellbiologie an der Ohio State University. Bei Krebs handelt es sich demnach nicht nur um einen Tumor, der eine lokalisierte Stelle im Körper beeinträchtigt.

Bisher beziehen sich die meisten Erkenntnisse über den Zusammenhang von Krebs und Herzschäden auf die toxischen Wirkungen der Chemotherapie und den Muskelschwund, den Krebspatienten häufig erleben.

Die neue Studie beschäftigt sich zum ersten Mal damit, wie Krebs direkt die Herzfunktionsstörungen beeinflusst. Dafür verwendeten die Wissenschaftler ein genetisches Modell. Damit fanden sie heraus, dass verschiedene krebsassoziierte Gene das Herz auf unterschiedliche Weise beeinflussen – ein Zeichen dafür, dass genetische Informationen eines Tages zu herzschützenden Behandlungen bei Krebspatienten führen könnten.

Wenn man wisse, welche Gene den Krebs verursachen oder bei Krebs abnormal sind, könne man die Behandlung auf einen Patienten genau zuschneiden, so Studienautor Harpreet Singh, außerordentlicher Professor für Physiologie und Zellbiologie an der Ohio State University.

Singh: „Vor allem möchten wir Kliniker darauf aufmerksam machen, dass bei der ersten Erkennung von Krebs, lange bevor der Muskelschwund einsetzt oder die Chemotherapie beginnt, andere Organe die Nachricht erhalten und betroffen sind.“

Schätzungsweise 50 bis 80 % aller Krebspatienten entwickeln einen Muskelschwund namens Kachexie, der zu Herzversagen führen kann. Behandlungen mit Bestrahlungen und Chemotherapie sind bekanntlich mit einer Schädigung des Herzmuskels verbunden.

Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass Herzprobleme bei Krebspatienten bereits vor diesen Behandlungen eintreten können. So berichtete eine kürzlich im Journal of the America Heart Association veröffentlichte Studie von der Entdeckung von Anomalien im Herzgewebe und der Herzfunktion bei Krebspatienten, die weder Bestrahlungen noch Chemotherapie erhalten hatten.

In der neuen Studie injizierten die Forscher Brustkrebszellen in die Brustdrüsen von Mäusen und maßen vier Wochen später die Herzfunktion der Tiere. Sie fanden heraus, dass zwei Messungen der Herzpumpleistung – die linksventrikuläre Ejektionsfraktion und die fraktionelle Verkürzung – um etwa 20 % bzw. 22 % abgenommen hatten.

In Fruchtfliegen mit Tumoren beobachteten die Wissenschaftler ebenfalls eine niedrigere Auswurffraktion und eine fraktionelle Verkürzung der Herzfunktionen, ähnlich wie bei Mäusen mit Tumoren. Außerdem ließ sich eine Erhöhung der Herzfrequenz feststellen.

Bei Fruchtfliegen mit Tumoren fanden die Forscher eine höhere Gesamtzahl freier Radikale. Die Rate der Produktion reaktiver Sauerstoffspezies war bei Mäusen mit Tumoren im Vergleich zu Kontrollen ebenfalls signifikant höher.

Um zu testen, ob Nahrungsergänzungsmittel die tumorbedingten Herzschäden rückgängig machen können, wurden dem Futter der Fruchtfliegen sieben Tage lang vier Antioxidantien zugesetzt: Glutathion (GSH), Vitamin E, CoQ10 oder Vitamin C.

Die Ergebnisse zeigten, dass alle Antioxidantien mit Ausnahme von Vitamin C die Herzfunktion der Fliegen auf ein normales Niveau wiederherstellten.

Rao wies darauf hin, dass die Forscher zu diesem Zeitpunkt noch keine Informationen über die genaue Dosierung der Antioxidantien haben, da die Fliegen die Antioxidantien in ihrer Nahrung eingenommen haben.

Die Studienautoren betonten auch, dass freie Radikale nur ein identifizierter Mechanismus von tumorbedingten Herzschäden sind. Es gebe noch viel darüber zu lernen, wie Antioxidantien in ein Behandlungsschema passen könnten.

Rao plant, genetische Studien an Fruchtfliegen fortzusetzen und die stärkende Wirkung von Antioxidantien auf das Herz von Mäusen mit Tumoren weiter zu testen.

Singh arbeitet zudem mit mehreren Institutionen zusammen, um Blutproben von Krebspatienten mit Herzinsuffizienz zu sammeln: „Das Signal wandert vom Tumor zum Herzen, und der Stoff, der diese Stellen verbindet, ist Blut – die Frage ist also, ob reaktive Sauerstoffspezies durch das Blut wandern?“ Eine weitere Priorität sei, den Zusammenhang zwischen verschiedenen Signalwegen und Herzinsuffizienz zu untersuchen.

Quelle:

arekar, Priyanka, Haley N. Jensen, Kathryn L.G. Russart, Devasena Ponnalagu, Sarah Seeley, Shridhar Sanghvi, Sakima A. Smith, Leah M. Pyter, Harpreet Singh, and Shubha Gururaja Rao. 2021. „Tumor-Induced Cardiac Dysfunction: A Potential Role of ROS“ Antioxidants 10, no. 8: 1299. https://doi.org/10.3390/antiox10081299 (https://www.mdpi.com/2076-3921/10/8/1299)

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