Metastasierung: Einblick in Zellwanderung

5. Juni 2014
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Wissenschaftler bringen nun Licht in den komplexen und wenig erforschten Prozess der Metastasierung. Dem Zusammenspiel von Endosomen mit dem Eiweißkomplex p14-MP1 kommt demnach eine entscheidende Rolle bei der Zellwanderung und damit der Metastasenbildung zu.

Krebs– oder Immunzellen sind stabil im Gewebe verankert. Um sich auf Wanderschaft begeben zu können, müssen sie sich zunächst aus ihrer Verankerung – vorstellbar als „Haftfüßchen“ – lösen. Dazu ist es notwendig, dass  verschiedene Moleküle miteinander kommunizieren, interagieren und kooperieren. Ein Forscherteam der Medizinischen Universität Innsbruck um Univ.-Prof. Dr. Lukas Huber hat diesen Prozess anhand von Lebendzellbeobachtungen mit speziellen Mikroskopen und biochemischen Untersuchungen unter die Lupe genommen und eine Entdeckung gemacht, die im Rahmen der Behandlung metastasierender Krebsformen auch therapeutischen Nutzen haben könnte.

Endosomen und Signalproteine regulieren Zellwanderung

„Die Weiterleitung der Signale, die der Zelle das Startzeichen für die Fortbewegung geben, geschieht über das Zusammenspiel von intrazellulären Transportvehikeln, den Endosomen, und dem Proteinkomplex p14-MP1, der sich vom Endosom an die Peripherie der Zelle transportieren lässt, wo er über verschiedene Signalkaskaden den Auf- oder Abbau der Haftfüßchen veranlassen kann“, beschreiben die Erstautorinnen Dr. Natalia Schiefermeier und Dipl. Biologin Julia Scheffler die zentrale Erkenntnis der aktuellen Forschungsarbeit.

Therapeutisches Potential

Der Auf- und Abbau der Verankerungen ist also eine Grundvoraussetzung für die Zellwanderung, wie sie auch bei der Metastasenbildung eine Rolle spielt. „Diese Erkenntnis könnte sich bei metastasierenden Tumoren, aber auch bei der Wundheilung therapeutisch nutzen lassen“, resümiert der Zellbiologe Lukas Huber. So konnte im Labor nachgewiesen werden, dass sich die Zellen nicht mehr zielgerichtet fortbewegen können, sobald der Eiweißkomplex genetisch ausgeschaltet wurde, weil die Haftfüßchen nicht oder nur verlangsamt abgebaut werden, die Zelle also am Untergrund kleben bleibt.

Zur Darstellung dieses Vorgangs bedienten sich die Forscher fluoreszierender Sonden, die in die Zellen eingebracht wurden. So war es möglich, Haftfüßchen, Endosomen, den Regulator/LAMTOR Komplex p14-MP1 und andere, an der Bewegung beteiligte sowie neu identifizierte Proteine, wie das Motorprotein Arl8b oder das Gerüstprotein IQGAP1 in Echtzeit in lebenden Zellen zu filmen. Damit konnten die Forscher demonstrieren, dass Endosomen mobile Signalplattformen sind, die nach Bedarf an verschiedene Orte in der Zelle geschickt werden können, um lokal Signale abzugeben und schließlich den Prozess der Zellmigration in Gang zu setzen.

Originalpublikation:

The late endosomal p14-MP1 (LAMTOR2/3) complex regulates focal adhesion dynamics during cell migration
N. Schiefermeier et al.; J Cell Biol., doi: 10.1083/jcb.201310043; 2014

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