Physische Zellspannung entscheidet, ob Krebs entsteht
Warum führt dieselbe krebsauslösende Mutation in einem Gewebe zu einem Tumor, in einem anderen jedoch nicht? Forschende haben herausgefunden, dass die physischen Kräfte zwischen Zellen dabei eine entscheidende Rolle spielen.
Krebs beginnt mit einem genetischen Fehler in einer einzigen Zelle. Ob diese Zelle jedoch zu einem gefährlichen Tumor heranwächst, hängt von mehr ab als nur dem betroffenen Gen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben in eLife Erkenntnisse veröffentlicht, wonach die mechanischen Eigenschaften von Gewebe darüber entscheiden, ob eine mutierte Zelle abgestoßen wird oder sich ausbreitet.
Untersucht wurden Zellen mit einer Mutation im Gen HRas, einem häufigen Krebs-Treiber. Im Brustepithel wurden isolierte mutierte Zellen von ihren gesunden Nachbarzellen ausgestoßen – ein normaler Abwehrmechanismus des Epithels (der Auskleidung von Organen und röhrenförmigen Strukturen). Im Bronchialepithel der Lunge hingegen breiteten sich dieselben Zellen dauerhaft aus und bildeten lange Ausläufer, unabhängig davon, wie viele mutierte Zellen vorhanden waren.
Grenzflächenspannung bestimmt das Ergebnis
Die Erklärung liegt in dem, was die Forschenden als heterotypische Grenzflächenspannung bezeichnen: die physische Kraft an der Grenze zwischen einer mutierten Zelle und ihren gesunden Nachbarn. Im Brustgewebe ist diese Spannung hoch genug, um die mutierte Zelle physisch herauszudrängen. Im Lungengewebe ist die Grenzfläche nachgiebiger, sodass die Zelle ihre Position halten und sich ausdehnen kann.
Das hilft, etwas zu erklären, das Genetikerinnen und Genetiker seit Langem rätseln lässt: Zwei Menschen mit derselben Krebs-Mutation können je nach Gewebe sehr unterschiedliche Tumoren entwickeln. Genetische Faktoren erklären diesen Unterschied nur zum Teil. Mechanische Faktoren – darunter die Zell-Zell-Spannung und die Zellform – spielen eine eigenständige Rolle.
Was bedeutet das für künftige Behandlungen?
Die Befunde sind experimenteller Natur. Sie eröffnen jedoch die Möglichkeit, dass eine gezielte Beeinflussung der mechanischen Grenzflächenspannung im Gewebe das Verhalten von Krebszellen verändern könnte. Das wäre ein weitgehend unerforschter Ansatz neben der herkömmlichen Methode, Gen-Mutationen zu blockieren. Ob dies beim Menschen klinisch umsetzbar ist, muss durch weitere Forschung geklärt werden.
Aus der Perspektive der Langlebigkeit verändert alterndes Gewebe nach und nach seine mechanischen Eigenschaften. Ob dadurch eine günstigere Umgebung für Krebszellen entsteht, ist eine offene Frage, der diese Forschung erste Antworten zu geben beginnt.
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