Uni Basel hat herausgefunden, wie eine Leberzelle auf Abwege gerät

Die Ursachen für Leberkrebs sind vielfältig.

Neben Stoffwechselstörungen, wie sie bei Fettleibigkeit auftreten, sind es in den westlichen Industrieländern vor allem Infektionen mit dem Hepatitis-C-Virus sowie ein hoher Alkoholkonsum.

Auch wenn Leberzellkrebs im Vergleich zu anderen Krebsarten relativ selten vorkommt, gehört er aufgrund der schlechten Prognose zu den häufigsten krebsbedingten Todesursachen.

Wie alle Tumorzellen, so wachsen auch Leberkrebszellen rasant und unkontrolliert. Dabei stellen sie ihren gesamten Stoffwechsel grundlegend um.

In der Fachzeitschrift «Molecular Cell» berichten Forschende um Professor Doktor Michael N. Hall vom Biozentrum der Universität Basel nun, dass die Krebszellen die Produktion eines zentralen Stoffwechselmoleküls stark drosseln.

Auf diese Weise wird der Stoffwechsel neu verschaltet und die Tumorzellen können schneller wachsen.

Die Leber ist das grösste Stoffwechselorgan unseres Körpers. Sie verarbeitet und speichert Nährstoffe und baut Schadstoffe ab.

Wenn sich eine gesunde Leberzelle in eine Krebszelle verwandelt, verliert sie ihre Funktion. «Tumorzellen sind egoistisch.

Sie verändern ihren Stoffwechsel so, dass sie möglichst rasch wachsen», erklärt der Krebsforscher Doktor Dirk Mossmann.

«Gleichzeitig vernachlässigen sie alle ihre Aufgaben als Leberzelle. Deshalb ist bei Krebspatienten die Leberfunktion beeinträchtigt.»

Im Zellstoffwechsel spielt das Molekül Acetyl-CoA eine zentrale Rolle.

Es ist Endprodukt vieler Abbauwege und wird gleichzeitig dafür gebraucht, zahlreiche andere Moleküle herzustellen oder sie chemisch zu verändern.

«Wir haben herausgefunden, dass in Leberkrebszellen alle möglichen Stoffwechselwege, bei denen Acetyl-CoA entsteht, heruntergefahren sind», erklärt Doktor Sujin Park, Erstautorin der Studie.

«Dies wirkt sich auf viele andere Proteine aus wie etwa Stoffwechselenzyme. Die Funktion der Enzyme verändert sich, da sie nicht mehr durch Acetyl-CoA modifiziert werden.

Den Tumorzellen kann das helfen, Zucker besser abzubauen und Energie daraus zu gewinnen.»

Ein weiterer Effekt ist, dass Acetyl-CoA die Differenzierung von Zellen beeinflusst.

Durch einen niedrigen Acetyl-CoA-Spiegel werden die Leberzellen umprogrammiert und in ein frühes, unreifes Entwicklungsstadium zurückversetzt.

Sie verlieren ihre charakteristische Funktion und beginnen sich schnell zu teilen.

«Wir haben uns gefragt, wie es möglich ist, dass in den Tumorzellen sämtliche Acetyl-CoA-Stoffwechselwege lahmgelegt sind.», sagt Mossmann.

«Die Antwort lieferten zwei Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren. Sie steuern das Ablesen eines breiten Spektrums an Genen und stellen so den Stoffwechsel komplett um.»

Diesen Mechanismus konnten die Forschenden auch in Lebertumoren von Mäusen sowie Patientinnen und Patienten beobachten.

Die Patienten-Tumorproben erhielten sie von Professor Markus Heim vom Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel.

Die typische Stoffwechselsignatur von Krebs sagt auch etwas über den Verlauf der Erkrankung aus. Sie ist mit einer geringeren Überlebensrate verbunden.

Eines der grössten Probleme bei Leberkrebs ist, dass die Erkrankung lange Zeit symptomlos verläuft und der Krebs daher erst in einem späten, fortgeschrittenen Stadium erkannt wird.

Eine Operation oder Lebertransplantation ist dann oft nicht mehr möglich.

Eine spannende Frage ist daher, wann sich diese Krebssignatur herausbildet und ob sie sich als Biomarker für Screenings eignet, um Leberkrebs in einem frühen, therapierbaren Stadium zu diagnostizieren.