Krebsprotein kann Immunzellen ‚umdrehen’

Weichteilsarkome produzieren ein Protein, das Immunzellen umprogrammiert. Das haben Forscher am Cedars-Sinai Cancer Zentrum in Los Angeles entdeckt. Sie fanden heraus, dass diese Krebstumore mit dieser Vorgehensweise von den Immunzellen profitieren können. Statt die entarteten Krebszellen abzutöten, fördern sie stattdessen deren Wachstum.

Statt Angriff: Immunzellen fördern Tumorwachstum

Die aktuelle Studie wurde im Peer-Review-Journal Cell Reports veröffentlicht. Bei ihren Untersuchungen an Weichteilsarkomen konzentrierten sich die Forscher auf die Mikroumgebung des Tumors – ein Ökosystem aus Blutgefäßen und anderen Zellen. Diese werden von Tumoren rekrutiert und kontrolliert, um sie mit Nährstoffen zu versorgen und ihnen so beim Überleben zu helfen.

Im Rahmen der Studie stellte sich heraus, dass Tumore auch Immunzellen unter ihre Kontrolle bringen. Diese Immunzellen sollten in der Lage sein, die Tumorzellen zu erkennen, anzugreifen und abzutöten. Tatsächlich aber sind die Tumorzellen dazu fähig, sie mit einem bestimmten Protein umzuprogrammieren.

Seltene Krebsart in weichem Gewebe

Dieses Protein verändert die Biologie der Tumorzellen so, dass die Immunzellen den Krebs nicht abtöten, sondern das Gegenteil tun, so Dr. Jlenia Guarnerio, Forschungswissenschaftlerin am Cedars-Sinai Cancer, Assistenzprofessorin für Radioonkologie und biomedizinische Wissenschaften und leitende Autorin der Studie.

Das Weichteilsarkom ist eine seltene Krebsart, die sich in Muskeln, Fett, Blutgefäßen, Nerven, Sehnen und Gelenkschleimhaut bildet. Es tritt am häufigsten in den Armen, Beinen und im Unterleib auf und tötet laut der American Cancer Society jedes Jahr mehr als 5.000 Menschen in den USA. In Deutschland werden pro Jahr rund 2.000 Personen mit Weichteilsarkom diagnostiziert.

Myeloische Zellen versorgen den Krebs

Beim Vergleich von Proben verschiedener Weichteilsarkome bei Menschen und Labormäusen stellten Guarnerio und ihr Team fest, dass die meisten dieser Tumore in ihrer Mikroumgebung eine Fülle von Immunzellen aufweisen. Diese werden als myeloische Zellen bezeichnet.

„Es war auffallend, dass ein so großer Prozentsatz der Immunzellen myeloische Zellen waren, und wir dachten, dass sie, da sie die Tumorzellen offensichtlich nicht abtöten, etwas tun müssen, um das Tumorwachstum zu fördern“, sagte Dr. Stephen Shiao, Abteilungsleiter der Abteilung für Strahlenbiologie, Co-Leiter des Translational Oncology Program und Co-Autor der Studie. Dr. Shiao: „Und tatsächlich zeigte unsere Analyse von Tumorproben, dass viele der myeloischen Zellen eine tumorfördernde Funktion übernommen hatten.“

MIF-Protein verändert Immunzellen

Um herauszufinden, was diese Veränderung verursacht, untersuchten die Forscher die von den Tumorzellen abgesonderten Proteine ​​und die Rezeptoren auf der Oberfläche der myeloischen Zellen. Rezeptoren sind die Elemente auf der Zellmembran, die Zellen zur Kommunikation verwenden.

Dr. Guarnerio: „Wir fanden heraus, dass die Tumorzellen hohe Konzentrationen eines Proteins namens Makrophagen-Migrations-Hemmfaktor (MIF) exprimierten und dass die myeloischen Zellen Rezeptoren hatten, um die MIF-Proteine ​​zu erkennen. Dadurch ändern sie ihre Biologie und fördern das Tumorwachstum, anstatt es zu blockieren.“

Neue Therapien für Weichteilsarkome möglich

Als die Forscher Tumore aus Krebszellen erzeugten, die kein MIF exprimierten, konnten myeloische Zellen in die Tumore eindringen und das Tumorwachstum wurde reduziert. „Dies bedeutet, dass die myeloischen Zellen die Tumore direkt angegriffen oder andere Immunzellen, zum Beispiel T-Zellen, aktiviert haben könnten, um die Tumore anzugreifen“, sagte Guarnerio.

Die Forscher glauben, dass diese Informationen verwendet werden könnten, um neuartige Therapien gegen Weichteilsarkome zu entwickeln. Ein Medikament könnte Krebszellen daran hindern, MIF zu exprimieren. Dieses Arzneimittel könnte beispielsweise in Kombination mit bestehenden Therapien getestet werden, um zu sehen, ob es die Ergebnisse für Patienten verbessert.

Bisher resistent gegen bestehende Behandlungen

„Wiederkehrendes und aggressives Weichteilsarkom hat sich als resistent gegen unsere bestehenden Therapien erwiesen“, sagte Dr. Dan Theodorescu, Direktor von Cedars-Sinai Cancer. Demnach haben sich Eingriffe, die auf Komponenten der Tumormikroumgebung abzielen, bei vielen soliden Tumoren als vielversprechend erwiesen haben. Bei Weichteilsarkom wurde dieser Ansatz bisher jedoch nur am Rande getestet. Dr. Theodorescu: „Diese Arbeit könnte den Weg für viel wirksamere Eingriffe ebnen.“

„Die Mehrzahl der Studien in Krebsbiologie und Immuntherapie wurde an Karzinomen durchgeführt, der häufigsten Krebsart“, sagte Dr. Guarnerio. Dabei wurde viel Mühe darauf verwendet, um zu beschreiben, welche Arten von Immunzellen diese Tumore infiltrieren und wie Karzinomzellen mit Immunzellen interagieren. Bisher gibt es laut Dr. Guarnerio aber fast keine Forschung zu Sarkomen. Das möchte das Forscherteam am Cedars-Sinai Cancer ändern.

Quelle:

Tessaro FHG, Ko EY, De Simone M, Piras R, Broz MT, Goodridge HS, Balzer B, Shiao SL, Guarnerio J. Single-cell RNA-seq of a soft-tissue sarcoma model reveals the critical role of tumor-expressed MIF in shaping macrophage heterogeneity. Cell Rep. 2022 Jun 21;39(12):110977. doi: 10.1016/j.celrep.2022.110977. PMID: 35732118; PMCID: PMC9249098. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35732118/)

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