Gehirntumorzellen nutzen einen Mechanismus, der normalerweise von gesunden Gehirnzellen eingesetzt wird, um ihre eigene Vermehrung zu fördern.
Gliome umfassen mehrere Krebsarten, die aus Zellen des Nervensystems entstehen. Einige ihrer Zellen ähneln stark Oligodendrozyten-Vorläuferzellen. Bei gesunden Menschen können sich diese unreifen Zellen später zu Zellen entwickeln, die unter anderem an der Isolierung von Nervenfasern beteiligt sind.
Die Forschenden wussten bereits, dass die Aktivität von Nervenzellen das Wachstum bestimmter Gliome fördern kann. Ein Molekül namens Neuroligin-3 oder NLGN3 wird in ihrer Umgebung freigesetzt, wenn Nervenzellen aktiv sind. Unklar war jedoch, wie die Tumorzellen dieses Signal genau erkennen.
Die neue Studie identifiziert eine Kette von Ereignissen. NLGN3 bindet zunächst an ein Protein auf der Zelloberfläche. Diese Wechselwirkung verändert die Spannung ihrer Membran, der sehr dünnen Hülle, die das Zellinnere von seiner Umgebung trennt.
Diese Veränderung aktiviert anschließend PIEZO1. Dieses Protein bildet einen Kanal, der empfindlich auf mechanische Kräfte wirkt, die auf die Membran ausgeübt werden. Wenn er sich öffnet, wandelt er somit eine physische Veränderung der Membran in ein von der Zelle nutzbares Signal um. Die Experimente zeigen, dass PIEZO1 hier eine wichtige Rolle bei der Reaktion auf NLGN3 spielt.
Die Forschenden deaktivierten PIEZO1 in Gliomzellen mithilfe einer genetischen Veränderung. Die durch NLGN3 ausgelöste Reaktion nahm daraufhin stark ab. Bei Mäusen mit Tumoren aus menschlichen Zellen verringerte das Fehlen von PIEZO1 nach vier Wochen ebenfalls die Vermehrung der Krebszellen.
Der Mechanismus ist nicht auf Krebs beschränkt. In gesunden Oligodendrozyten-Vorläuferzellen scheint dieselbe Signalkette dazu beizutragen, die Zellen in ihrem unreifen Zustand zu halten. Das Gliom würde somit eine normale Funktion des Gehirns zugunsten seines Wachstums zweckentfremden.
Diese Unterscheidung ist wichtig, um zukünftige Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. Ein pauschales Blockieren dieses Mechanismus könnte auch gesunde Zellen beeinträchtigen. Die Studie zeigt jedoch mehrere Schritte auf, die als mögliche Zielstrukturen untersucht werden könnten.
Diese Ergebnisse stammen noch größtenteils aus Zellkulturen und Tiermodellen. In weiteren Untersuchungen muss geklärt werden, welche Schritte in einem Tumor gebremst werden können, ohne die normale Funktion der Gehirnzellen zu beeinträchtigen.