Blockierung des Zuckerstoffwechsels verlangsamt Tumorwachstum

Die Blockade eines Paares von zuckertransportierenden Proteinen könnte ein interessanter Behandlungsansatz für Lungenkrebs sein, schlägt eine neue Studie an Mäusen und menschlichen Zellen vor, die heute in der Zeitschrift eLife veröffentlicht wurde.

Krebszellen verwenden viel Zucker für ihr schnelles Wachstum und ihre Ausbreitung. Dies hat Forschende dazu veranlasst, die Unterbrechung ihrer Zuckerversorgung als eine Möglichkeit der Krebsbehandlung in Betracht zu ziehen. Die aktuelle Studie legt nahe, dass dies ein wirksamer Ansatz sein könnte, aber nur, wenn mehrere Wege der Zellernährung gleichzeitig blockiert werden.

Proteine, die als Glukose-Transporter bezeichnet werden, versorgen Zellen mit Zucker und machen sie so zu einem attraktiven Ziel für Therapien, die darauf abzielen, Krebszellen auszuhungern. Doch wissen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht, wie dies am besten zu bewerkstelligen wäre oder ob Krebszellen einfach auf alternative Energiequellen umsteigen würden, wenn ihnen Zucker verweigert wird.

«Die Hemmung des Zuckereinsatzes bei Lungentumoren könnte eine effiziente Behandlungsstrategie sein, aber ob und auf welche Glukose-Transporter abgezielt werden sollte, ist unklar», sagt Hauptautorin Caroline Contat, Doktorandin am Schweizerischen Institut für Experimentelle Krebsforschung (ISREC) an der EPFL.

Um dies herauszufinden, nahmen Contat und ihre Kollegen genetisch veränderte Mäuse mit Lungenkrebs, denen ein Glukose-Transportprotein namens Glut1 oder ein alternativer Zuckertransporter namens Glut3 fehlte. Das Team fand heraus, dass die Tumore bei den Mäusen, denen Glut1 oder Glut3 fehlte, genauso schnell wuchsen wie bei den Mäusen mit beiden Transportern.

Als sie jedoch Mäuse mit Lungenkrebs gentechnisch veränderten, denen sowohl Glut1 als auch Glut3 fehlte, stellten sie fest, dass die Tiere weniger Tumore entwickelten und länger überlebten. Mit Hilfe einer bildgebenden Technik, der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), und mit radioaktiv markiertem Zucker bestätigte das Team, dass die Tumore weniger Zucker verbrauchten. Die Tumorzellen wuchsen auch langsamer.

Schliesslich löschten sie Glut1 und Glut3 in vier verschiedenen menschlichen Lungenkrebs-Zelllinien, die im Labor gezüchtet worden waren, was dazu führte, dass diese Zellen langsamer wuchsen. «Diese Experimente deuten darauf hin, dass Glut1 und Glut3 zusammen benötigt werden, um das Wachstum von Lungenkrebs zu fördern», sagt Contat.

Mit Hilfe von Bildgebungsstudien im Nanomassstab fand das Team auch heraus, dass sich der grösste Teil der aus Zucker gewonnenen Biomasse in Lungentumorzellen von Mäusen in zellulären Kompartimenten, so genannten Lamellenkörpern, anreichert und dass Glut1 für diese Brennstofflagerung notwendig ist.

«Während weitere Studien dieser Tumorbrennstoff-Speicherfächer erforderlich sind, schlagen unsere Ergebnisse einen neuen Ansatz zur Behandlung von Lungenkrebs vor, der sich auf die Unterdrückung der Energiezufuhr von Tumorzellen konzentriert», sagt Seniorautor Etienne Meylan, Assistenzprofessor am Schweizerischen Institut für Experimentelle Krebsforschung. «Insbesondere Behandlungen, die Glut1 und Glut3 gleichzeitig blockieren, werden notwendig sein, um das Wachstum von Lungentumoren zu stoppen.»