Dieser innovative Ansatz nutzt eine spezifische metabolische Schwäche der Krebszellen, wie eine kürzliche Studie zeigt, die vielversprechende Perspektiven zur Verbesserung der Wirksamkeit bestehender Therapien eröffnet.
Die Forscher entdeckten, dass Glioblastomzellen ihren Stoffwechsel tiefgreifend verändern, um ihr unkontrolliertes Wachstum zu unterstützen. Im Gegensatz zu gesunden Zellen, die Glukose zur Energiegewinnung und Neurotransmitterproduktion nutzen, leiten Tumorzellen diese hauptsächlich zur Herstellung von Nukleotiden, den Bausteinen der DNA, um. Diese metabolische Umorientierung ermöglicht es ihnen, Schäden durch Chemo- und Strahlentherapie schnell zu reparieren, was ihre Resistenz gegen konventionelle Behandlungen erklärt.
Wissenschaftler haben identifiziert, wie das Glioblastom von Serin abhängt, einer Aminosäure, die für sein Wachstum essentiell ist.
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Die Studie kombinierte Analysen von menschlichem Gewebe, das bei chirurgischen Eingriffen entnommen wurde, mit Experimenten an Mausmodellen. Letztere erhielten vor ihrer Operation eine Glukoseinfusion, was den Wissenschaftlern ermöglichte, den Weg der Moleküle in gesunden und krebsartigen Zellen genau zu verfolgen. Diese Methodik zeigte, dass Tumore auch Serin aus ihrer unmittelbaren Umgebung aufnehmen, eine Aminosäure, die ihre unkontrollierte Proliferation verstärkt.
Angesichts dieser Abhängigkeit testete das Team eine diätetische Strategie, die darin bestand, die Serinzufuhr bei Mäusen mit menschlichen Tumoren drastisch zu reduzieren. Ohne diese externe Ressource waren die Krebszellen gezwungen, ihre Glukose für die Serinproduktion umzuleiten, wodurch ihre Fähigkeit verringert wurde, die für die DNA-Reparatur notwendigen Nukleotide zu synthetisieren. Diese erhöhte Anfälligkeit ermöglichte es Chemo- und Strahlentherapien, wirksamer zu sein und das Überleben der Tiere signifikant zu verlängern.
Die Forscher räumen ein, dass dieses therapeutische Fenster vorübergehend sein könnte, da Glioblastomzellen für ihre schnelle Anpassungsfähigkeit bekannt sind. Eine klinische Studie ist in Vorbereitung, um diesen Ansatz bei menschlichen Patienten zu bewerten, wobei spezifische Ernährungspläne mit Standardbehandlungen kombiniert werden. Dieser Ansatz stellt einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der metabolischen Mechanismen von Krebs dar und ebnet den Weg für neue personalisierte therapeutische Strategien.
Serin und seine biologische Rolle
Serin ist eine sogenannte "nicht-essentielle" Aminosäure, die der Körper normalerweise aus anderen Verbindungen synthetisieren kann. Dennoch spielt sie multiple und vitale Rollen in der zellulären Funktion, die weit über ihre einfache Einbindung in Proteine hinausgehen.
Dieses Molekül ist aktiv an der Produktion von Neurotransmittern wie Glycin und Serotonin beteiligt, die für die Kommunikation zwischen Neuronen essentiell sind. Es wirkt auch bei der Synthese von Phospholipiden, Hauptbestandteilen der Zellmembranen, und bei der Produktion von Nukleotiden, den Grundbausteinen von DNA und RNA, mit.
In Bezug auf Krebs steigt der Serinbedarf erheblich, da Tumorzellen ihn benötigen, um ihre beschleunigte Proliferation zu unterstützen. Einige Krebsarten entwickeln sogar eine Abhängigkeit von externem Serin, indem sie es lieber aus ihrer Umgebung aufnehmen, als es selbst zu produzieren.
Diese Besonderheit stellt eine potenzielle therapeutische Verwundbarkeit dar, denn durch die Begrenzung der externen Serinzufuhr kann der Stoffwechsel der Krebszellen selektiv gestört werden, ohne die gesunden Zellen, die ihre Synthesefähigkeit behalten, übermäßig zu beeinträchtigen.