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Escortservice: Die Rolle von Immunzellen bei der Bildung von Metastasen

University of Basel

Künstlerische Darstellung von zirkulierenden Tumorzellen, die in der Blutbahn von Neutrophilen eskortiert werden. Durch diese Interaktion sind Neutrophile in der Lage, die metastasierende Fähigkeit zirkulierender Tumorzellen zu verbessern.

08.02.2019: Krebszellen nutzen einen bestimmten Typ von Immunzellen, die sogenannten Neutrophile, um besser Metastasen bilden zu können. Eine Forschungsgruppe hat die Mechanismen dieser Zusammenarbeit entschlüsselt und zeigt Strategien zu ihrer Blockierung auf. Das berichten Forscher der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel im Fachblatt «Nature».

Ein besseres Verständnis der vielfältigen Kooperationen zwischen Krebs- und Immunzellen ist ein vielversprechender Ansatz zur Identifizierung neuer Krebstherapien. Doch der Fokus der Forschung liegt hier mehrheitlich auf den Wechselwirkungen zwischen einem Primärtumor und seinem Mikroumfeld, während die Rolle von Immunzellen bei der Verbreitung von Krebszellen noch weitgehend ungeklärt bleibt.

So etwa lassen sich bestimmte Immunzellen, die sogenannten Neutrophile, häufig auf eine Allianz mit Krebszellen ein, die wesentlich zur Entwicklung von Metastasen beiträgt. Das hat ein interdisziplinäres Forschungsteam um Prof. Nicola Aceto vom Departement Biomedizin von der Universität Basel und dem Universitätsspital Basel herausgefunden.

Neutrophile eskortieren zierkulierende Tumorzellen

Zirkulierende Tumorzellen (CTCs) sind Krebszellen, die einen Primärtumor verlassen, in die Blutbahn gelangen und dann in andere Regionen des Körpers wandern. Diese CTCs gelten als Vorläufer von Metastasen. Sie können als Einzelzellen, Zellverbände oder in Gruppen mit Neutrophilen im Blut unterwegs sein. Nun haben die Forschenden herausgefunden, dass die CTCs, die im Verbund mit Neutrophilen stehen, ein weitaus stärkeres Wachstum zeigen als die übrigen Krebszellen.

«Überraschend ist, dass die körpereigenen Neutrophile die CTCs schützen und ihnen so ermöglichen, Metastasen effizienter zu säen», sagt Prof. Aceto. Tatsächlich ist die Präsenz von CTC-Neutrophil-Clustern im Blut von Brustkrebspatientinnen mit einer schlechten Krankheitsprognose verbunden.

Strategien zur Blockierung der Allianz von Krebszellen und Neutrophilen

«Wir haben eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um Einblicke in die Biologie von CTC-Neutrophil-Clustern im Blut von Menschen und Mäusen zu bekommen und Strategien zu finden, ihre Zusammenarbeit bei der Bildung von Metastasen zu hemmen», sagt Prof. Aceto, Inhaber eines ERC Starting Grants und einer SNF-Professur. Dazu kombinierten das Forschungsteam modernste Einzelzell-Sequenzierungstechniken, Mikrofluidik-Technologien und Gen-Knockout Experimente. Sie fanden heraus, dass die Neutrophile das metastisierende Potenzial von CTCs durch die Freisetzung eines bestimmten Botenstoffs, sogenannte Zytokine, fördern. Wenn die Freisetzung der Zytokine blockiert wird, dann kann das die Funktion der Neutrophilen als Unterstützerzellen hemmen.

Somit konnten die Forscher nicht nur die Rolle der CTC-Neutrophil-Cluster aufdecken, sondern auch ihre Schwachstellen identifizieren. Diese Ergebnisse können zur Entwicklung neuer Wirkstoffe zur Metastasenbekämpfung führen.

Originalveröffentlichung:
Barbara Maria Szczerba, Francesc Castro-Giner, Marcus Vetter, Ilona Krol, Sofia Gkountela, Julia Landin, Manuel C. Scheidmann, Cinzia Donato, Ramona Scherrer, Jochen Singer, Christian Beisel, Christian Kurzeder, Viola Heinzelmann-Schwarz, Christoph Rochlitz, Walter Paul Weber, Niko Beerenwinkel & Nicola Aceto; "Neutrophils Escort Circulating Tumour Cells to Enable Cell Cycle Progression"; Nature; 2019

Fakten, Hintergründe, Dossiers

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