Metastasierung: Im Survivalmodus dank Cathepsin

7. Juli 2015
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Tumoren können mit der Protease Cathepsin L auch während der Metastasierung das Wachstum fördern. Unter Zellstress weicht die Cathepsin-L-mRNA inaktiven Proteinen und anderen mRNA-Molekülen aus und steht so uneingeschränkt zur Proteinsynthese zur Verfügung.

Wenn ein Tumor beginnt Metastasen zu streuen, ist dies für ihn eine kritische Phase in der Entwicklung. Dieser Prozess bedeutet für Krebszellen Stress, denn der Wirtskörper versorgt große Tumore währenddessen mangelhaft mit Nährstoffen und Sauerstoff. Viele Krebszellen stellen daher die Produktion von neuen Proteinen ein und schaffen es nicht, in einen metastasenbildenden Zustand zu wechseln. Einige jedoch sind trotzdem in der Lage, bestimmte Enzyme herzustellen, die ihr weiteres Wachstum und die Bildung von Metastasen fördern.

Protease Cathepsin L verringert die Überlebensrate

Das Protein, das ein Team des Molekularmediziners Prof. Dr. Thomas Reinheckel vom Universitätsklinikum Freiburg in ihrer Studie untersucht hat, ist die Protease Cathepsin L. Wenn bei Brustkrebs-Patientinnen ein hoher Spiegel dieses Enzyms vorliegt, vergrößert dies die Häufigkeit, dass sich Metastasen bilden, und die Überlebensrate verringert sich. Stressbedingungen veranlassen Tumorzellen dazu, die Produktion der meisten Proteine herunterzufahren. Auf diese Weise sparen sie Energie, vor allem indem sie die energieintensive Umwandlung des in der mRNA kodierten Bauplans in das entsprechende Protein hemmen. Die Wissenschaftler stellten jedoch fest: Auch wenn Krebsgewebe und -zellen von Mäusen und Menschen erhöhten Stressbedingungen ausgesetzt waren, blieb ein hoher Spiegel von Cathepsin L in ihnen erhalten.

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© Dr. Martina Tholen / Arbeitsgruppe Reinheckel

Fließband-Fertigung der Proteine

Um den Grund dafür herauszufinden, untersuchte das Forschungsteam die Verbindung von verschiedenen mRNA zu so genannten Polyribosom-Komplexen. Die Komplexe bestehen aus mRNA und mehreren Ribosomen, die Proteine aus der mRNA herstellen. Diese Fließband-Fertigung stellt sicher, dass aus einem einzigen mRNA-Molekül eine große Proteinmenge effizient hergestellt werden kann. Die Forscher zeigten, dass die Cathepsin-L-mRNA durchgehend mit den Polyribosom-Komplexen verbunden ist – auch unter Stressbedingungen, wenn die Produktion anderer Proteine eingestellt wurde. Dieser Vorteil von Cathepsin-L-mRNA schien davon abzuhängen, wo in der Zelle sich Cathepsin L befindet. In einer gestressten Zelle formen sich bestimmte Ansammlungen von inaktiven Proteinen und mRNA, denen die Cathepsin-L-mRNA ausweicht und so zur Proteinsynthese zur Verfügung steht.

Originalpublikation:

Stress-resistant Translation of Cathepsin L mRNA in Breast Cancer Progression
Martina Tholen et al.; Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074/jbc.M114.624353; 2015

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1 Kommentar:

Wirtschaftswissenschaftler

Sauerstoffzufuhr ein neuer Ansatz…ein altes Dogma das der Krebs O2 zum überleben braucht…

Ein radikal neuer Weg, den Krebs zu bekämpfen
Um Tumore zu behandeln, reduzieren gängige Krebstherapien die Sauerstoffzufuhr zum kranken Gewebe. Nun gehen Ärzte des Schweizer Zentrums für Leber- und Pankreaskrankheiten am UniversitätsSpital Zürich (USZ) im Rahmen einer Studie einen völlig neuen Weg: Sie fördern die Sauerstoffzufuhr zum Tumor, statt sie zu verhindern. Ein von einem Nobelpreisträger mitentwickeltes vielversprechendes Medikament kommt dabei erstmals weltweit bei Patienten zum Einsatz.

http://www.usz.ch/news/medienmitteilungen/Seiten/Ein-radikal-neuer-Weg,-den-Krebs-zu-bek%C3%A4mpfen.aspx?DeviceChannel=Default

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