Das Stoppen der Bewegung von Tumorzellen stoppt die Ausbreitung von Krebs

By | 22 November 2018

Neue Erkenntnisse darüber, wie sich Tumorzellen bewegen, könnten bei der Entwicklung von Therapien zur Verhinderung der Ausbreitung von Krebs entscheidend helfen

Krebszellen sind "gerissen", aber Forscher haben sie verspottet.

Krebszellen sind "gerissen", aber Forscher haben sie verspottet.

Mithilfe eines experimentellen Modells haben Wissenschaftler der University of Minnesota in Minneapolis die Ausbreitung von Krebszellen gestoppt, selbst nachdem die Zellen ihre Bewegungsart geändert hatten.

Die Chancen, Krebs zu eliminieren, sind viel größer, wenn sich die Krankheit nicht über den Primärtumor hinaus verbreitet hat.

Etwa 90 Prozent der krebsbedingten Todesfälle treten aufgrund von Metastasen oder der Fähigkeit von Tumoren auf, in benachbartes Gewebe einzudringen und sich auf andere Körperteile auszubreiten.

Eine Behandlung, die die Bewegung von Krebszellen stoppt, würde die Überlebensraten erheblich verbessern, indem den Ärzten mehr Zeit für die Behandlung des Primärtumors eingeräumt wird.

Die neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, könnte einen großen Schritt in diese Richtung bedeuten.

"Krebszellen sind sehr gerissen"

Die Forscher erstellten Laborversionen einer Tumorumgebung und beobachteten, wie sich Brustkrebszellen durch sie bewegten.

Mit Drogen versuchten sie, die Zellen zu stoppen, indem sie die als Motoren dienenden Mechanismen störten und die Kräfte für die Bewegung erzeugten.

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Zur Überraschung der Wissenschaftler änderten sich die Zellen auf eine völlig andere Art und Weise, sodass sie wie "sickernde" Blasen aussahen.

"Krebszellen sind sehr schlau", sagt der leitende Autor Dr. Paolo P. Provenzano, Professor am Lehrstuhl für Biomedizinische Technik an der Universität von Minnesota. Er gibt zu: "Wir haben nicht erwartet, dass Zellen ihre Bewegung verändern."

Indem sie beide Arten der Zellbewegung gleichzeitig anvisierten, "stoppten" die Forscher die Zellen auf ihrem Weg.

Dr. Provenzano betont: „Es ist fast so, als hätten wir Ihr GPS zerstört, sodass sie die Autobahnen nicht finden konnten. [...] Die Zellen saßen da und bewegten sich nicht ».

Metastasierung und Zellbewegung

Metastasierung ist ein komplexer Prozess mit mehreren Stufen. In jedem Fall müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein, bevor der Krebs fortschreiten kann.

Beispielsweise unterliegen während der Invasion von benachbartem Gewebe sowohl Tumorzellen als auch deren Mikroumgebung oder extrazelluläre Matrix signifikanten Veränderungen.

Die meisten Zellen können sich dank einer komplexen Signalrückkopplung, die als Kontaktführung bezeichnet wird, durch die sie umgebende extrazelluläre Matrix bewegen.

Wissenschaftler haben diesen Leitfaden in verschiedenen Umgebungen wie der Wundheilung sowie der Erzeugung und Regeneration von Organen beobachtet.

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Dr. Provenzano und sein Team sagen, dass der Kontaktleitfaden auch Krebszellen hilft, die Wege in Tumoren zu erkennen und zu verfolgen. Sie vergleichen die Orientierungsmuster mit den "Autobahnen" für die Invasion von Krebszellen.

Die Überlebensraten sind bei Menschen mit Tumoren mit vielen dieser Muster tendenziell niedriger.

Die Autoren der neuen Studie weisen darauf hin, dass die medizinische Gemeinschaft noch nicht vollständig verstanden hat, wie Krebszellen Kontaktmuster wahrnehmen.

Mikroumgebungen entworfener Tumoren.

Um zu untersuchen, wie Zellen diese Wege erkennen und verfolgen, entwarf das Team Mikroumgebungen in 2-D, die Muster von Tumorzielmustern imitieren.

Die Arbeit mit technischen Umgebungen beschleunigt diese Art der Forschung erheblich.

"Durch die Verwendung dieser kontrollierten Netzwerkmikroumgebungen konnten wir Hunderte von Zellbewegungsereignissen in Stunden im Vergleich zu ein oder zwei Ereignissen im selben Zeitrahmen testen, indem wir Bilder eines Tumors erhielten", erklärt der Erstautor der Studie Dr. Erdem D. Tabdanov, der auch in der Abteilung für biomedizinische Technik der Universität arbeitet.

Das folgende kurze Video von der University of Minnesota zeigt, was passiert ist, als die Forscher Medikamente verwendeten, um die motorischen Bewegungen von Brustkrebszellen anzugreifen. Die Zellen verwandelten sich in eine fließende Bewegung, wie ein Schlamm, der auf verschiedenen Mechanismen beruht.

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Das Team beabsichtigt, seine Methode an anderen Krebsarten zu testen und dann mit Tierversuchen zu beginnen. Wenn diese gut verlaufen, sollten die Tests am Menschen in einigen Jahren fortgesetzt werden.

Die Forscher sollten auch andere Aspekte des Ansatzes untersuchen, beispielsweise die Auswirkung auf gesunde Zellen.

"Letztendlich möchten wir Wege finden, um die Bewegung von Krebszellen zu unterdrücken und die Bewegung von Immunzellen zur Bekämpfung von Krebs zu verbessern."

Dr. Paolo P. Provenzano


[Titel erweitern = »Referenzen«]

  1. Bimodale Erkennung von Orientierungssignalen in mechanisch unterschiedlichen Mikroumgebungen https://www.nature.com/articles/s41467-018-07290-y
  2. Die anfängliche Kontaktführung während der Zellvermehrung ist unabhängig von der Kontraktilität https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/SM/C6SM02685K#!divAbstract

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Autor: Dr. Lizbeth

Dr. Lizbeth Blair ist Absolventin der medizinischen Fakultät und Anästhesistin. Sie wurde an der Universität der Medizinischen Fakultät der Philippinen ausgebildet. Sie hat auch einen Abschluss in Zoologie und einen Bachelor of Nursing. Sie war mehrere Jahre in einem Regierungskrankenhaus als Ausbildungsbeauftragte für das Anästhesie-Residency-Programm tätig und verbrachte Jahre in privater Praxis in diesem Fachgebiet. Er absolvierte eine Ausbildung in klinischer Studienforschung am Clinical Trials Center in Kalifornien. Sie ist eine erfahrene Inhaltsforscherin und Autorin, die gerne medizinische und gesundheitsbezogene Artikel, Zeitschriftenrezensionen, E-Books und mehr schreibt.

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