Kv10.1 promotes the growth and progression of Oral Squamous Cell Carcinoma

Krebs ist eine Krankheit unkontrollierten Wachstums, bei der Zellen die natürlichen Signale des Körpers ignorieren, aufzuhören sich zu teilen oder zu sterben, wenn sie beschädigt sind. Jahrzehntelang haben Wissenschaftler nach den spezifischen Schaltern gesucht, die diese Zellen in den Überdrive versetzen, in der Hoffnung, Ziele zu finden, die nur im Tumor und nicht im gesunden Gewebe existieren. Eines dieser Ziele ist ein winziges Tor, das in die Oberfläche von Zellen eingebettet ist, bekannt als Kaliumkanal. Bei einem gesunden Erwachsenen sind diese Tore meist still, sie öffnen und schließen sich nur in bestimmten Teilen des Gehirns, um den Nervenzellen zu helfen, korrekt zu feuern. In vielen Arten von Krebs erscheinen diese gleichen Tore jedoch auf der Oberfläche von Tumorzellen und wirken wie ein klemmendes Gaspedal, das die Zelle am Wachsen hält und sie daran hindert, sich selbst zu zerstören. Einen Weg zu finden, dieses Gaspedal auszuschalten, könnte einen neuen Weg für die Behandlung eröffnen, der den Krebs angreift, während der Rest des Körpers unversehrt bleibt.

Ein Team von Forschern am Universitätsklinikum Göttingen in Deutschland wandte seine Aufmerksamkeit kürzlich einer spezifischen Art von Mundkrebs zu, dem oralen Plattenepithelkarzinom. Diese Krankheit ist aggressiv und oft schwierig zu behandeln, mit einer hohen Rückkehrrate nach einer Operation. Die Wissenschaftler wollten wissen, ob dieses klemmende Gaspedal, ein Kanal namens Kv10.1, in diesen Mundtumoren vorhanden war und ob es die Krankheit vorantrieb. Sie begannen mit der Untersuchung von Gewebeproben von neunundfünfzig Patienten, die sich einer Operation wegen des Krebses unterzogen hatten. Mit einer Technik, die Proteine unter einem Mikroskop zum Leuchten bringt, suchten sie nach dem Vorhandensein des Kv10.1-Kanals. Die Ergebnisse waren beeindruckend: In fünfundachtzig Prozent der Tumorproben war der Kanal deutlich sichtbar und ließ die Krebszellen aufleuchten. Im Gegensatz dazu zeigte das gesunde Gewebe derselben Patienten nur sehr wenig von diesem Kanal und erschien weitgehend dunkel. Dieser Unterschied bestätigte, dass der Kanal nicht nur ein zufälliges Merkmal, sondern ein spezifischer Marker des Krebses selbst war.

Um sicherzugehen, dass diese leuchtenden Kanäle tatsächlich arbeiteten, gingen die Forscher von der Betrachtung von Gewebe zur Untersuchung lebender Krebszellen über, die im Labor gezüchtet wurden. Sie verwendeten eine Methode namens Patch-Clamp-Ableitung, bei der eine mikroskopisch kleine Glasröhre an eine einzelne Zelle gehalten wird, um den Fluss von Elektrizität zu messen. Sie fanden heraus, dass die Kanäle tatsächlich aktiv waren und Kaliumionen in einem Muster durch die Zellmembran leiteten, das der einzigartigen Signatur von Kv10.1 entsprach. Um zu testen, ob sie diese Aktivität stoppen konnten, führten sie zwei bestehende Medikamente ein, Astemizol und Imipramin, die dafür bekannt sind, diesen Typ von Kanal zu blockieren. Als sie diese Medikamente anwendeten, sank der elektrische Stromfluss durch die Krebszellen signifikant, was bewies, dass der Kanal abgeschaltet werden konnte. Das Medikament Astemizol war besonders effektiv und benötigte eine viel geringere Menge, um die gleiche Blockierungswirkung wie das andere Medikament zu erzielen.

Die Forscher fragten sich dann, was mit den Krebszellen passieren würde, wenn dieser Kanal blockiert würde. Sie behandelten die im Labor gezüchteten Krebszellen mit den blockierenden Medikamenten und beobachteten, was in den nächsten zwölf Stunden geschah. Die Zellen begannen zu sterben, ein Prozess, der als Apoptose bekannt ist, die natürliche Art des Körpers, beschädigte oder unnötige Zellen zu entfernen. In gesunden Zellen ist dieser Prozess streng kontrolliert, aber in diesen Krebszellen schien das Abschalten des Kanals die Selbstzerstörungssequenz auszulösen. Darüber hinaus fanden die Forscher bei der Rückkehr zu den Patientenproben, dass Tumore mit hohen Mengen des Kv10.1-Kanals auch voll von Zellen waren, die sich aktiv teilten, ein Zeichen für schnelles Wachstum. Dies deutete auf einen direkten Zusammenhang hin: Je mehr dieser Kanal vorhanden ist, desto schneller wächst der Tumor.

Trotz dieser vielversprechenden Laborergebnisse war die Geschichte in der Klinik komplexer. Das Team analysierte die Überlebensdaten der Patienten in ihrer Studie und fand heraus, dass Patienten mit Tumoren, die den Kv10.1-Kanal enthielten, tendenziell eine kürzere Lebenserwartung und eine höhere Wahrscheinlichkeit für ein Wiederauftreten des Krebses hatten als diejenigen ohne ihn. Da die Anzahl der Patienten, die den Kanal nicht hatten, jedoch klein war, war der statistische Unterschied nicht stark genug, um als definitiver Beweis für Ursache und Wirkung zu gelten. Die Forscher versuchten auch einen anderen Ansatz, indem sie versuchten, ein spezialisiertes Fusionsprotein einzusetzen, das darauf ausgelegt ist, Krebszellen durch das Anvisieren von Kv10.1 zu töten. Überraschenderweise gelang es dieser Methode nicht, die Mundkrebszellen im Labor zu töten. Sie entdeckten, dass diese spezifischen Krebszellen eine Art Schutzschild trugen: Sie produzierten hohe Mengen an Decoy-Rezeptoren (Lockvogel-Rezeptoren), die das tödliche Signal blockierten, bevor es die Zelltod-Maschinerie erreichen konnte. Dieser Befund schloss einen potenziellen Behandlungspfad für diese spezifische Art von Krebs aus und verdeutlichte, dass nicht jede Strategie, die bei einem anderen Tumor funktioniert, auch bei einem anderen funktioniert.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass der Kv10.1-Kanal ein häufiges und aktives Merkmal des oralen Plattenepithelkarzinoms ist, das den Krebs dazu treibt, schneller zu wachsen und dem Tod zu widerstehen. Während der Kanal ein vielversprechendes Ziel für zukünftige Therapien zu sein scheint, mahnen die Forscher, dass die derzeitigen Medikamente, die verwendet werden, um ihn zu blockieren, nicht perfekt sind, da sie auch andere Kanäle im Körper beeinflussen können. Das Scheitern des spezialisierten Fusionsproteins in diesen Zellen dient als Erinnerung daran, dass Krebs anpassungsfähig ist und Behandlungen auf die spezifischen Abwehrmechanismen jedes Tumors zugeschnitten sein müssen. Die Arbeit liefert eine klare Karte darüber, wo dieser Kanal gefunden wird und wie er sich verhält, und bietet eine Grundlage für die Entwicklung neuer, präziserer Medikamente, die dieses Gaspedal ausschalten können, ohne den Patienten zu schädigen.