Nr. 27 /1. Dezember 2001
S p e r r f r i s t: Samstag, 1. Dezember , 10.30 Uhr
Von der Hydra bis zum Menschen
Metalloproteasen - eine Enzym-Familie und ihre Verbindung zur Tumorentstehung und Metastasierung
Vor einigen Jahren haben Forscher eine Familie von mehr als 25
Enzymen entdeckt, die viele grundlegende biologische Prozesse steuern und in
nahezu jeder Spezies vorhanden sind, von der Hydra (Süßwasserpolypen) bis zum
Menschen. Diese Enzyme, Metalloproteasen genannt, spielen jedoch auch eine
entscheidende Rolle bei der Entstehung von Tumoren und der Ausbreitung von
Tochtergeschwülsten (Metastasen). In den vergangenen Jahren gab es verstärkt
Hoffnungen, die Aggressivität der Metalloproteasen durch Hemmstoffe
(Inhibitoren) zu unterbinden. ”Die in Tierversuchen und in klinischen Studien
erzielten Ergebnisse waren jedoch enttäuschend”, sagte Prof. Zena Werb
(Universität von Kalifornien, San Francisco, USA) auf einem internationalen
Kongress des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) über
“Zellwanderung in der Entwicklung von Organismen und bei der Entstehung von
Krankheiten” in Berlin-Buch.
Die Bezeichnung Metalloproteasen bezieht sich auf eine ihrer vielfältigen Fähigkeiten: sie sind in der Lage, die extrazelluläre Matrix, quasi das Fundament, in das die Zellen eingebettet sind, aufzulösen. Aktiviert werden Metalloproteasen von Metallionen. “Die Fähigkeit von Enzymen wie der Metalloproteasen, extrazelluläre Proteine der extrazellulären Matrix abbauen und damit defekte Proteine erkennen zu können, ist für jede Zelle notwendig, damit sie mit ihrer unmittelbaren Umgebung kommunizieren kann. Dieser Prozess ist auch die Voraussetzung dafür, dass sich ein vielzelliger gesunder Organismus entwickelt”, erläuterte Prof. Werb. So beeinflussen Metalloproteasen die Embryonal- und Gewebeentwicklung ebenso wie etwa die Wundheilung. “Wenn jedoch der Proteinabbau unzureichend ist, können dadurch Erkrankungen ausgelöst werden und bereits bestehende sich verschlechtern. Dazu zählen zum Beispiel Entzündungsprozesse und Krebs”.
“Krebs eigentlich ein seltenes Ereignis”
“Doch finden sich aktivierte und nichtaktivierte Metalloproteasen sowohl in Tumoren als auch in dem sie umgebenden Gewebe sehr viel häufiger als in normalen Gewebe”, sagte Prof. Werb. “Das hängt damit zusammen, dass Tumoren nahezu immer die gleichen Prozesse durchlaufen, um sich zu entwickeln und zu überleben: es verstärken sich die Wachstumssignale, die Zellen wachsen ungehemmt, sie entarten, dringen in Gewebe ein, sorgen für vermehrtes Blutgefäßwachstum, um ihre Ernährung sicherzustellen, und bilden Tochtergeschwülste (Metastasen). “Jeder diese Schritte bedeutet ein Abweichen von der normalen Zellregulation und der Gewebeentwicklung”. Es ist unwahrscheinlich, dass all diese Abweichungen von der Norm Zufall sind. Denn die vielschichtige Sicherheitszone der extrazellulären Matrix ist im Prinzip ,einbruchsicher’. Das mag erklären, weshalb Krebs eigentlich ein sehr seltenes Ereignis in einem Leben ist”, erläuterte die Forscherin.
“Metallproteasen spielen eindeutig bei der Metastasierung eine Rolle”
“Es zeigte sich zudem, dass Metalloproteasen eher in Stromazellen - sie stützen und ernähren die Epithelzellen im Innern von Gefäßen und Organen - als in Tumorzellen aktiv sind”. “So kommt es, dass bösartige Epithelzellen die Metalloproteasen aktivieren und auch regulieren”. Aus diesem Grund vermuten Wissenschaftler, dass die erhöhte Aktivität von Metalloproteasen das Risiko an Krebs zu erkranken, fördert.
Eindeutig hingegen ist die Rolle der Metalloproteasen bei der Metastasierung von Tumoren. Die Fähigkeit dieser Enzyme, die physikalischen Barrieren der extrazellulären Matrix zu zerstören, ermöglicht es den Tumorzellen, ihren Ursprungsort zu verlassen, in Blutgefäße einzudringen, in der Blutbahn mitzuschwimmen, die Blutgefäße wieder zu verlassen und sich in weitentfernten Geweben oder Organen anzusiedeln. Nach Aussage von Prof. Werb kommt es jetzt darauf an “noch genauer zu schauen, welche der vielen möglichen Mechanismen und Reaktionen diese krankheitserregenden Prozesse steuern”. Sie zeigte sich davon überzeugt, “dass das Gebiet für neue Erkenntnisse und auch für Fortschritte reif ist”.
Barbara Bachtler
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