Pankreaskrebszellen ernähren sich von Hyaluronsäure

Hyaluronsäure ist ein bindendes Molekül, das in der Haut reichlich vorkommt und ihr Elastizität und Feuchtigkeit verleiht. Hohe Konzentrationen finden sich in Haut, Gelenken und Augen.

Hyaluronsäure (HA) ist auch für ihr Vorkommen in Pankreastumoren bekannt. Eine neue Studie einer Forschergruppe des Rogel Cancer Center der University of Michigan zeigte jedoch, dass Hyaluronsäure auch als Nahrung für Krebszellen dient. eLife  veröffentlichte die Ergebnisse, die Einblicke in das Wachstum von Pankreaskrebszellen geben und auf neue Behandlungsmöglichkeiten hinweisen.

HINWEIS: Diese wissenschaftliche Untersuchung und dieser Beitrag deuten nicht an, dass die Einnahme oder Ergänzung von Hyaluronsäure Krebs auslöst. Sie erläutern, wie Krebszellen eine im Körper ohnehin reichlich und natürlich vorkommende Verbindung nutzen. Wie normale Zellen verwenden auch Krebszellen unzählige Moleküle, um zu überleben, sich ständig zu vermehren und mit anderen Zellen sowie dem Immunsystem zu interagieren. Die Art und Menge der von Krebszellen genutzten Moleküle kann sich jedoch von der normaler Zellen unterscheiden. Viele Grundlagenstudien in der Onkologie werden durchgeführt, um diese Unterschiede zu identifizieren.

Ein entscheidender Baustein für Pankreaskrebszellen

Studienleiter Costas Lyssioyis erklärt: „Die grundlegende Motivation dieser Studie ist, dass Pankreaskrebs auf die üblichen Behandlungsansätze nicht anspricht. Wir müssen diese Herausforderung anders angehen.“ Lyssioyis und sein Team untersuchen den Stoffwechsel von Pankreaskrebs in Labormodellen: wie Zellen Nährstoffe gewinnen und welches Nährstoffspektrum sie nutzen, um zu wachsen und Resistenz gegen Behandlungen zu entwickeln.

In der Tumormikroumgebung gibt es zahlreiche Zelltypen, einige davon krebsartig und andere nicht. Die Mikroumgebung von Pankreastumoren zählt zu den reichhaltigsten Tumormikroumgebungen und ist stark stromal geprägt (eine Masse, die überwiegend aus Bindegewebe und nicht krebsartigen Immunzellen besteht). Lyssiotis erläutert: „Stroma entsteht beim natürlichen Vernarbungsprozess (der Wundheilung). Wenn diese Narben entstehen, werden sehr große Mengen Hyaluronsäure freigesetzt.“

Hyaluronsäure – ein Polymer beziehungsweise eine lange Zuckerkette – kann hervorragend Wasser anziehen und speichern. In sehr großen Mengen führt sie dazu, dass Pankreastumoren hyperdens werden (dichteres Gewebe als die Umgebung), Gefäße verstopfen und der Blutfluss gestört wird. Lyssiotis erklärt, dass diese Tumoren sehr hart werden. „Es ist nicht so, dass es im Tumor keine Gefäße oder Arterien gibt; die Gefäßstruktur hält jedoch dem übermäßigen Druck nicht stand.“

Die meisten Studien zu Hyaluronsäure bei Pankreaskrebs konzentrieren sich auf ihre Rolle bei der Entstehung dieser Dichte. Eine erst kürzlich gescheiterte klinische Studie untersuchte sogar Möglichkeiten, Hyaluronsäure abzubauen und den Druck auf die Tumoren zu verringern, um eine Erweiterung des Gefäßsystems und die Verabreichung von Medikamenten zu ermöglichen, die wegen des fehlenden Blutflusses im Allgemeinen schwer zu verabreichen sind.

Lyssiotis und sein Team wollten über ihren Beitrag zum physiologischen Aufbau von Pankreaskrebszellen hinaus die Hyaluronsäure verstehen. Sie dachten über die Dichte dieser Tumoren nach und fragten sich: Wenn Krebszellen aufgrund der gestörten Durchblutung keinen Zugang zu Nährstoffen aus dem Blut haben, wie gelangen sie dann an Nahrung, um zu wachsen und einen Tumor zu bilden?

Die neue Studie des Teams zeigt, dass eine Möglichkeit darin besteht, sich von Hyaluronsäure zu ernähren. „Hyaluronsäure beeinflusst Tumoren nicht nur dadurch, dass sie diese behandlungserschwerende Dichte erzeugt. Sie ist tatsächlich eine Zuckerkette. Rückblickend erscheint es sinnvoll, dass auch bösartige Zellen sich von Hyaluronsäure ernähren.“ Lyssiotis erklärt, dass diese Studie lediglich belegt, wie Pankreaszellen Nährstoffe sammeln, um weiter zu überleben und zu wachsen.

„Wir haben der wachsenden Zahl von Belegen für Nährstoffe und Wege, von denen wir nicht gedacht hätten, dass Krebszellen sie zur Ernährung nutzen, ein weiteres Beispiel hinzugefügt.“

Wenn die Nährstoffversorgung blockiert wird, wachsen Krebszellen nicht

Die Arbeit wurde gemeinsam mit einem Team unter Leitung von Kathryn Wellen von der University of Pennsylvania veröffentlicht. Wellens Team zeigte, dass eine Blockade des Zucker-Ernährungswegs das Tumorwachstum hemmte. Zusammen eröffnen diese beiden Studien neue Möglichkeiten, die Feinheiten von Pankreaskrebs besser zu verstehen.

Lyssiotis erklärte zu ihren Untersuchungen: „Seit 20 Jahren wird Hyaluronsäure bei Pankreaskrebs untersucht, und niemand hatte zuvor daran gedacht, dass sie Krebszellen als Nahrung dienen könnte. Wir werden diese Idee weiter vertiefen und prüfen, ob wir eine therapeutische Schwachstelle finden, an der ein Medikament ansetzen könnte.“