Der Wächter des Immunsystems gegen Krebs

Forscher des HZI entdecken, wie Immunbotenstoff das Tumorwachstum hemmt

06.04.2010

Galtte Muskelzellen (grün) in Kapillaren von Tumor-Adern

Unser Körper hat verschiedene Mechanismen entwickelt, durch die er sich gegen neu entstandene Krebszellen schützt. Zum Beispiel erkennen und vernichten Killerzellen jeden Tag veränderte Zellen in unseren Organen. Sind Tumore erst entstanden, stören Botenstoffe des Immunsystems diese beim Wachsen. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig konnten jetzt eine völlig unerwartete Funktion eines immunologischen Botenstoffes bei der Tumorbekämpfung zeigen: Das Molekül Beta-Interferon hindert den Tumor daran, sich an das Blutsystem anzuschließen. Dazu hemmt es die Produktion von Wachstumsfaktoren, die die Bildung neuer Adern unterstützen. Die Folge: Der Tumor kann nicht wachsen. Ihre Ergebnisse hat die Arbeitsgruppe jetzt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Journal of Clinical Investigation " veröffentlicht.

 

Der Anschluss an das Blutsystem ist ein entscheidender Schritt bei der Krebsentstehung. Der Tumor entwickelt innerhalb des Gewebes, in dem er wächst, ein Eigenleben: Er lockt mit Signalstoffen weiße Blutkörperchen aus dem Knochenmark in das Tumorgewebe, deren Aufgabe normalerweise die Infektionsabwehr und Wundheilung ist. Die Zellen regen im Tumor neue Blutgefäße zum Wachsen an. Ist der Tumor an den Blutkreislauf angeschlossen, holt er sich die Nährstoffe, die er zum Wachsen benötigt und kann zudem seine Zellen in das gesamte Blutsystem streuen und Metastasen bilden. Wissenschaftler des HZI entschlüsselten jetzt, wie ein Botenstoff den Anschluss an das Blutsystem verhindert.

 

Botenstoffe sind die Feinregulatoren von Immunzellen: Sie aktivieren oder deaktivieren Zellen, lösen die Produktion von Wachstumsfaktoren oder weiterer Botenstoffe aus, starten oder beenden eine Immunreaktion. Eines dieser Signalmoleküle wird bereits in der Therapie einiger Krebsformen genutzt: Beta-Interferon. Wie es wirkt, wissen die Wissenschaftler bisher nicht. Die Forscherin Jadwiga Jablonska vom HZI ist jetzt eine neue Wirkweise von Beta-Interferon gegen Krebs gefunden. Die Ergebnisse überraschten sie: „Beta-Interferon blockiert den Anschluss des Tumors an das Blutgefäßsystem, indem es Immunzellen daran hindert, Wachstumsfaktoren zu bilden. Diese Wirkung auf Tumore haben wir absolut nicht erwartet“, sagt Jadwiga Jablonska.

 

Die Forscherin ließ Hauttumore in zwei Gruppen von Mäusen wachsen: Die einen Tiere konnten kein Beta-Interferon bilden, die anderen produzieren den Botenstoff  normal in ihrem Körper. Nach einigen Tagen untersuchte die Wissenschaftlerin das Wachstum der Tumore. „In Mäusen, die kein Beta-Interferon bilden konnten, waren die Tumore wesentlich größer als in Tieren, die das Signalmolekül in ihrem Körper hatten.“ Die Tumoren wuchsen nicht nur langsamer, sie bildeten auch weniger und kleinere Metastasen.

 

Den Grund für das schlechtere Wachstum fand die Wissenschaftlerin in der fehlenden Durchblutung der Tumore. „In Gegenwart von Beta-Interferon bildeten sich viel weniger Adern im Tumor“, sagt Jadwiga Jablonska. Das Beta-Interferon wirkt auf einem kleinen Umweg: Es blockiert die Produktion von Adern bildenden Wachstumsfaktoren in Zellen, die der Tumor anlockt, um den Blutanschluss zu fördern. Die Forscherin entdeckte, dass die Zellen nicht nur weniger Wachstumsfaktoren bildeten, sondern auch dass weniger dieser Zellen ihren Weg in den Tumor fanden. „Bereits eine verschwindend geringe Menge des Botenstoffes reicht aus, um Zellen fernzuhalten, Wachstumsfaktoren zu hemmen und damit das Tumorwachstum zu stoppen“, sagt Jadwiga Jablonska.

 

„Dieser Wirkmechanismus von Beta-Interferon war bisher völlig unbekannt“, sagt Siegfried Weiß, Leiter der Arbeitsgruppe „Molekulare Immunologie“ am HZI. Der Botenstoff spiele eigentlich eine wichtige Rolle bei Virus-Erkrankungen und Entzündungsreaktionen. „Wir wollen jetzt verstehen, wie das Netzwerk von Tumor, Immunzellen und Botenstoffe funktioniert, um neue Zielstrukturen für die Therapie von Krebs zu entdecken“, sagt Weiß.

Original article: Jablonska J, Leschner S, Westphal K, Lienenklaus S, Weiss S. Neutrophils responsive to endogenous IFN-beta regulate tumor angiogenesis and growth in a mouse tumor model. J Clin Invest. 2010 Apr 1. DOI: 10.1172/JCI37223

 

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