Was ist die Tumormikroumgebung und warum ist sie für die Krebsbehandlung so wichtig?

Wissen Sie, warum ein Medikament oder Pflanzenextrakt, das im Labor Krebszellen abtötet und vielversprechend wirkt, bei echten Tumoren im menschlichen Körper nicht wirksam sein kann?

Ausführliche Informationen zu dieser häufigen Frage finden Sie in unserem Artikel über die Tumormikroumgebung und ihre Eigenschaften.

Bei der Untersuchung von Tumorgewebe sehen wir Ansammlungen von Krebszellen. Sie entstehen durch die unkontrollierte Vermehrung einer Zelle mit angesammelten DNA-Schäden. Aber Krebs besteht nicht nur daraus. Er manipuliert seine Nachbarn und verändert sie so, dass sie ihm helfen.

Krebszellen beeinflussen benachbarte Zellen und schaffen so die Tumormikroumgebung.

Welche Eigenschaften besitzt sie und welche Zelltypen enthält sie? Lernen wir sie gemeinsam kennen.

Krebszellen beeinflussen die gesunden Zellen ihrer Umgebung durch Wachstumsfaktoren, Zytokine und Ähnliches. Zytokine aktivieren das Immunsystem und lösen Entzündungen aus.

Die allgemeinen Merkmale sind

1. Entzündliche Umgebung

Zu den 10 grundlegenden Krebsmerkmalen gehört eine Entzündungen fördernde Umgebung. Krebszellen erhöhen insbesondere Zytokine genannte Moleküle und verursachen dadurch Entzündungen. Ein entzündliches Umfeld erleichtert die Metastasenbildung und beeinflusst auch die DNA gesunder Zellen erheblich. Ursache sind in der Tumormikroumgebung vorhandene DNA-schädigende reaktive Sauerstoffradikaleals wichtige Bestandteile.

2. Hypoxische Umgebung (Sauerstoffmangel)

Mit zunehmendem Tumorvolumen entsteht im Tumor und seiner Umgebung Sauerstoffmangel. Dies heißt Hypoxie . Die sehr schnelle Zellvermehrung verbraucht den verfügbaren Sauerstoff. Dadurch entsteht genomische Instabilität durch ständig zunehmende DNA-Schäden. Bei Sauerstoffmangel werden außerdem verschiedene Proteine, Wachstumsfaktoren und Enzyme aktiv. Krebszellen erwerben die Fähigkeit zur Metastasierung. Erhöhte Aktivität des Proteins HIF1 ermöglicht zudem neue Gefäßausläufer aus vorhandenen Gefäßen. Angiogenese und Metastasierung sind für % 90 der Krebstodesfälle verantwortlich.

3. Azidose (saures Milieu)

Sauerstoffmangel verändert die Energiegewinnung der Krebszelle, sodass sie auch ohne Sauerstoff wachsen und sich vermehren kann. Selbst bei zusätzlichem Sauerstoff gewinnt sie weiterhin über ein System namens aerobe Glykolyse ohne Sauerstoff Energie. Dies heißt „Warburg-Effekt“.

Dadurch sammelt sich Milchsäure an. Somit gilt: Das saure Milieu ist nicht die Ursache, sondern eine Folge von Krebs. Deshalb sind alkalische Behandlungen bei Krebs unwirksam. Das saure Milieu aktiviert zudem zahlreiche proteinabbauende Enzyme und erleichtert dadurch Metastasen.

Die Tumormikroumgebung enthält sehr viele Zellen und Moleküle mit unterschiedlichen Aufgaben. Die folgende Abbildung zeigt sie schematisch.

Warum ist die Tumormikroumgebung so wichtig?

• Sie gehört zu den wichtigsten Problemen bei der Entwicklung moderner Medikamente. Durch sie erwerben Krebszellen viele Eigenschaften.
• Sie ermöglicht Krebszellen die Ausbreitung auf andere Gewebe und erleichtert eine Mutation sowie den Erwerb von Medikamentenresistenz als weitere Eigenschaft.
• Die hypoxische Umgebung aktiviert außerdem Mechanismen, die Krebszellen die Metastasierung ermöglichen.
• Immuntherapien werden unter anderem durch die Zellen der Tumormikroumgebung erheblich in ihrer Wirksamkeit vermindert. Krebs steht in engem Austausch mit Dutzenden Zelltypen und ist in seiner eigenen Umgebung am stärksten. Deshalb werden von den Tausenden jährlich getesteten pflanzlichen oder synthetischen Molekülen nur ein oder zwei zu vielversprechenden Medikamenten. 

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