CliniCum 07/08/2017

dualen Krebszellen molekulare Eigenschaften
besitzen, die sie deutlich von
normalen Zellen unterscheiden: sie
haben einen erhöhten Lipidstoffwechsel,
der dazu beiträgt, dass sie einen
höheren Level an reaktiven Sauerstoffverbindungen
aufweisen – Moleküle,
die dafür bekannt sind, DNA zu beschädigen.
Die Forscher vermuten,
dass dies zum Wiederauftritt von
Brustkrebs beiträgt. „Unsere Ergebnisse
legen nahe, dass der Fettstoffwechsel
von Krebszellen ein spannendes
therapeutisches Target ist, um das
Wiederauftreten von Brustkrebs reduzieren
zu können“, erklärt Dr. Kristina
Havas-Cavalletti, die den Großteil dieser
Forschungen durchgeführt hat.
Blut-Hirn-Schranke
Tumormetastasierung ist das Forschungsgebiet
von Dr. Matthia Karreman.
Die Forscherin untersucht, wie
Tumorzellen die Blut-Hirn-Schranke
überwinden. Denn trotz der hauptsächlich
aus Endothelzellen bestehenden
Barriere zwischen Blutkreislauf
und Zentralnervensystem schaffen
es gestreute Tumorzellen, ins
Gehirn vorzudringen und dort Metastasen
zu bilden. Bereits in der Vergangenheit
ist es Karreman gelungen,
einzelne Tumorzellen in den Gehirnkapillaren
von Mäusen in vivo sichtbar
zu machen. Im Zuge ihrer jüngsten
Forschungen hat sie es geschafft,
mittels einer Kombination von Fluoreszenz-
und Elektronenmikroskopie
Tumorzellen direkt beim Übertritt von
einer Kapillare ins Gehirn zu erwischen.
Die Ergebnisse sind noch nicht
publiziert, daher wird geheim gehalten,
auf welche Weise die Tumorzellen
das Kunststück vollbringen. Erste
Möglichkeit: sie schlängeln sich zwischen
den Endothelzellen durch.
Zweite Variante: sie bohren eine Art
Stollen durch eine einzelne Endothelzelle.
Dritte Spielart: sie dringen zuerst
in eine Endothelzelle ein, um sich
dann auf der anderen Seite wieder
hinauszudrängen.
In Gewebeproben von
Patienten erkannten
die EMBL-Forscher,
dass die sogenannten
residualen
Krebszellen (rechts)
in unterschiedlichen
Brustkrebstypen die
gleichen chemischen
Eigenschaften aufweisen
(braun).
Notruf sterbender Neuronen
EMBL-Forscher haben auch interessante
Aspekte des Immunsystems erforscht,
namentlich Mikrogliazellen.
Diese mobilen Zellen haben die Aufgabe,
im Gehirn Reste abgestorbener
Neuronen zu beseitigen. Lange war
unklar, wie sie den Weg zu einer verletzten
Stelle finden, um dann dort
die Zellreste zu verschlingen. Nun
aber haben Molekularbiologen im
Gehirn von Zebrafischen den Mechanismus
ausfindig gemacht, mit dem
die Mikrogliazellen zu Hilfe gerufen
werden. „Verletzte Neuronen haben
einen eigenen Notruf: sie senden ein
Molekül namens Glutamat aus“, erzählt
Dr. Francesca Peri, die am EMBL
eine eigene Forschergruppe leitet.
Wenn die benachbarten Neuronen
das Glutamat wahrnehmen, dann beginnen
sie, Kalzium aufzunehmen
und ein drittes Molekül namens ATP
freizusetzen. Weitere angrenzende
Neuronen tun es ihnen gleich, nehmen
Kalzium auf und schütten ATP
aus. Es entsteht eine Kettenreaktion
– eine Welle von ATP breitet sich von
dem verletzten Neuron aus. „Wenn
die Welle die Mikrogliazellen erreicht,
ist das wie ein Weckruf. Dann verfolgen
die Mikrogliazellen die Welle zurück
zu ihrem Ursprung und treten in
Aktion“, beschreibt Peri den Vorgang.
Eigenschaften des Zellskeletts
Die winzigen Verletzungen im Gehirn
der Zebrafische wurden den kleinen
Tieren mithilfe von Nano-Laserchirurgie
zugefügt. Diese Technologie,
bei der mit einem Nano-Laserskalpell
Schnitte innerhalb einzelner Zellen
durchgeführt werden können, wird
auch bei anderen Forschungen eingesetzt.
Eine Forschergruppe zum
Beispiel untersucht die biophysischen
Eigenschaften des Zellskeletts,
das verantwortlich für die mechanische
Stabilisierung einer Zelle und
ihre äußere Form ist. Dazu werden
die Mikrofilamente – fadenförmige
Proteinstrukturen, die eine Rolle bei
aktiven Bewegungen der Zellen, bei
intrazellulären Transportvorgängen
und bei der mechanischen Stabilisierung
der Zellen spielen – durchtrennt.
Es stellte sich heraus, dass sich
Mikrofilamente – anders als etwa das
menschliche Skelett – nicht einfach
entzweiteilen lassen. Die getrennten
Enden nämlich finden schnell wieder
zusammen. „Diese Strukturen sind
ziemlich anders als unser Skelett. Sie
verfügen über viskoelastische Eigenschaften“,
erzählt Dr. Christian
Tischer von der Advanced Light
Microscopy Facility des EMBL, in der
die allerneuesten Technologien der
Lichtmikroskopie in den Dienst der
Forschung gestellt werden. Zellskelette
verhalten sich also teilweise
wie Festkörper, teilweise wie Flüssigkeiten.
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