Krebs: Neuer Wirkstoff im Kampf gegen Krebserkrankungen

Wirkstoff kann Wachstum von Krebszellen hemmen

Krebserkrankungen sind hierzulande nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen die zweithäufigste Todesursache – und könnten alterungsbedingt in Zukunft zur Todesursache Nummer Eins aufsteigen. Dank intensiver Forschung stehen immer mehr und bessere Medikamente zur Behandlung zur Verfügung. Forschende berichten nun über einen neuen Wirkstoff, der das Wachstum von Krebszellen hemmt.

Wie das Bundesgesundheitsministerium auf seiner Webseite erklärt, handelt es sich bei Krebs medizinisch um eine Vielzahl unterschiedlicher Erkrankungsformen. Allen Krebsarten gemeinsam ist die bösartige Entwicklung von Körperzellen. Im Gegensatz zum kontrollierten Wachstum gesunder Körperzellen wachsen Krebszellen unkontrolliert. Dieses Wachstum kann aber gehemmt werden – mit einem neuen Wirkstoff, über den Forschende jetzt berichten.

Krebszellen werden ausgehungert

Einer aktuellen Mitteilung zufolge lässt ein neu entwickelter Wirkstoff Krebszellen aushungern, indem er ihre „Kraftwerke“ – die sogenannten Mitochondrien – angreift. Dieser Wirkstoff verhindert das Ablesen der genetischen Information der Mitochondrien.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns, des Stockholmer Karolinska Instituts und der Universität Göteborg berichten in ihrer in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Studie, dass die chemische Verbindung auch Potential für die Krebstherapie bei Menschen haben könnte.

Medikament zielt auf Funktion der Mitochondrien ab

Wie in der Mitteilung erklärt wird, versorgen Mitochondrien unsere Zellen mit Energie und Bausteinen, die für die normale Funktion von Geweben und Organen unerlässlich sind. Lange Zeit wurde davon ausgegangen, dass das Wachstum von Krebszellen weniger stark vom Beitrag der Mitochondrien abhängt. Diese seit langem bestehende Lehrmeinung wurde aber in den letzten Jahren zunehmend in Frage gestellt.

Laut den Fachleuten sind besonders Krebsstammzellen in hohem Maße vom mitochondrialen Stoffwechsel abhängig. Aufgrund der zentralen Rolle der Mitochondrien für die normale Gewebefunktion und da Medikamente, die auf die Mitochondrienfunktionen abzielen, normalerweise sehr toxisch sind, hat es sich bisher als schwierig erwiesen, Mitochondrien im Rahmen der Krebsbehandlung gezielt anzugreifen.

Nun hat das internationale Forschungsteam einen Weg gefunden, diese Schwierigkeiten zu überwinden. „Es ist uns gelungen, ein potenzielles Krebsmedikament zu entwickeln, das auf die Funktion der Mitochondrien abzielt, ohne schwere Nebenwirkungen zu verursachen und ohne gesunde Zellen zu schädigen“, erläutert Studienautorin Dr. Nina Bonekamp vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns.

Empfindliche Reaktionen

Mitochondrien enthalten ihr eigenes genetisches Material, die mitochondrialen DNA-Moleküle (mtDNA). Das Ablesen dieser Gene wird durch einen speziellen Satz von Proteinen gesteuert. Eines davon ist das Enzym „mitochondriale RNA-Polymerase“, abgekürzt POLRMT.

„Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass sich schnell vermehrende Zellen, wie z.B. embryonale Zellen, sehr empfindlich auf eine Hemmung der mtDNA-Expression reagieren, während differenzierte Gewebe wie Skelettmuskel diesen Zustand überraschend lange tolerieren können“, so Nils-Göran Larsson, Leiter des Forschungsteams.

„Wir kamen zu dem Schluss, dass POLRMT als ein Schlüsselregulator der mtDNA-Expression ein vielversprechendes Ziel darstellen könnte“, sagt der Forscher.

Gut verträglich

In Zusammenarbeit mit dem Lead Discovery Center, einer von Max-Planck-Innovation gegründeten Einrichtung für translationale Wirkstoffforschung, entwickelten die Forschenden eine Hochdurchsatz-Testmethode zur Identifikation eines POLRMT-hemmenden Wirkstoffs.

Den Angaben zufolge verringerte der POLRMT-Hemmer die Lebensfähigkeit von Krebszellen stark und verlangsamte das Tumorwachstum in tumortragenden Mäusen signifikant. Gleichzeitig wurde der Wirkstoff jedoch gut von den Tieren vertragen.

„Unsere Daten deuten darauf hin, dass wir Krebszellen im Grunde aushungern und so zum Sterben bringen. Das gelingt, zumindest für eine gewisse Zeit, ohne große, toxische Nebenwirkungen. Dies gibt uns ein potenzielles therapeutisches Zeitfenster für die Behandlung von Krebs“, erläutert Dr. Nina Bonekamp.

„Ein weiterer Vorteil unseres Hemmstoffs ist, dass wir genau wissen, wo er an POLRMT bindet und was er mit dem Protein macht. Das steht im Gegensatz zu einigen anderen Medikamenten, die sich sogar im klinischen Einsatz befinden.“

Mit Hilfe der ACUS-Laboratorien in Köln und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen identifizierte das Forschungsteam die chemische Bindungsstelle des Inhibitors und erhielt Informationen über die Struktur des Komplexes aus POLRMT und Inhibitor.

Zelluläre Auswirkungen besser verstehen

Die beiden Forschenden sind sich einig, dass es ein spannendes Unterfangen war, grundlegende Erkenntnisse in ein potenzielles Medikament umzusetzen. Umso mehr freuen sie sich über die Möglichkeiten, die ihre neuen Erkenntnisse eröffnen werden.

„Angesichts der zentralen Rolle des mitochondrialen Stoffwechsels innerhalb der Zelle bin ich sicher, dass unser Inhibitor als Werkzeug in einer Vielzahl von Bereichen Verwendung finden wird“, sagt Nina Bonekamp.

„Natürlich ist es faszinierend, sein Potenzial als Krebsmedikament weiter zu verfolgen, aber auch als Modellverbindung, um die zellulären Auswirkungen mitochondrialer Funktionsstörungen und mitochondrialer Erkrankungen besser zu verstehen.“ (ad)