Kleines Molekül verhindert die Ausbreitung von Tumorzellen

Leidener Chemiker haben zusammen mit Kollegen der University of York (UK) und des Technion (Israel) ein kleines, zuckerähnliches Molekül entdeckt, das die Integrität des Gewebes um einen Tumor während einer Krebserkrankung aufrechterhält. Dieses Molekül verhindert, dass sich Tumorzellen von der primären Krebsstelle aus ausbreiten, um andere Stellen im Körper zu besiedeln. Das multidisziplinäre internationale Team veröffentlichte seine Forschungsergebnisse in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Metastasen, die Ausbreitung von Krebszellen an entfernte Stellen im Körper, machen Krebs so tödlich. Die Bildung von Metastasen hängt von der Fähigkeit der Krebszellen ab, sich von der primären Tumorstelle zu lösen und durch Blutgefäßwände und Gewebebarrieren einzudringen, um sekundäre Wachstumsstellen zu erreichen. Dieser metastatische Invasionsprozess erfordert biologische Moleküle, sogenannte Enzyme, die Proteine ​​und Zucker im Raum um die Zellen herum verdauen und es den Krebszellen ermöglichen, die nachfolgenden Lücken zu passieren.

Eine reichlich vorhandene Zuckerklasse, die Zellen umgibt, sind die Heparansulfate, langkettige Moleküle, die helfen, die Integrität des extrazellulären Raums zu stabilisieren. Heparansulfatzucker werden von einem Enzym namens Heparanase verdaut, das die „Ketten“ zerhackt und dadurch den Raum um die Zellen herum schwächt. Metastasierende Krebszellen produzieren große Mengen des Heparanase-Enzyms, das ihnen hilft, sich im Körper auszubreiten. Die Hemmung der Heparanase ist daher ein Hauptziel für die Krebstherapie.

Kontakt zu Kollegen in Israel

Der Chemiker Hermen Overkleeft aus Leiden entwirft und stellt Moleküle her und arbeitet seit Jahren zusammen mit Gideon Davies und Liang Wu von der University of York an Enzyminhibitoren. „Als wir auf etwas stießen, das für die Krebstherapie relevant sein könnte, haben wir uns an Israel Vlodavsky und seine Kollegen in Haifa gewandt, die sich auf die Rolle von Heparanase bei Tumorwachstum und Metastasierung spezialisiert haben.“

Gemeinsam entwickelten und testeten sie ein neues zuckerähnliches Molekül, das mit dem Enzym Heparanase reagiert. Einmal angelagert, ist das Heparanase-Enzym nicht in der Lage, Heparinsulfat-Zuckerketten um Zellen herum zu binden oder zu schneiden. Auf diese Weise bleibt das Gewebe um die Zellen fest und für abgelöste Zellen unzugänglich.

Getestet in drei Arten von Krebs

Die Kollegen aus York zeigten, wie der Enzym-Hemmer Heparanase hemmt, und gemeinsam schauen sie nun, wie sich das Molekül weiter verbessern lässt. Overkleeft: „Können wir es noch stärker und noch selektiver machen? Aber auch: Kann man das Molekül so feinjustieren, dass es sich tatsächlich wie ein Medikament verhält?“ Die Kollegen in Haifa (Technion) haben das neue Molekül bereits in Mausmodellen von Lungenkrebs, Brustkrebs und Blutkrebs untersucht. Die Ergebnisse sind vielversprechend und die beteiligten Institute haben das Molekül bereits zum Patent angemeldet.

Die klinische Anwendung ist noch ungewiss

Es ist noch zu früh, um festzustellen, ob das neue Molekül die klinische Anwendung erreichen wird. „Jetzt müssen wir herausfinden, ob die Verbindung stabil ist, sicher für den menschlichen Körper, in ausreichender Menge am richtigen Ort landet und so weiter. Das dauert ein paar Jahre, es kann zu nichts kommen und irgendjemand muss es sein.“ bereit, dieses finanzielle Risiko einzugehen.“

Overkleeft glaubt, dass dieses Molekül durchaus eine Chance verdient hat. „Unser Molekül ist einer der wenigen Wirkstoffe, der Heparanase stark und spezifisch hemmen kann. Kleine, wohldefinierte Moleküle wie dieses lassen sich möglicherweise leichter zu einem klinischen Medikament entwickeln als die großen, heterogenen Polysaccharide, die bisher erprobt wurden.“