Enzyme, die zur Ausbreitung von Krebs beitragen können, sind ausgeklügelter als wir früher dachten.
„Wir hatten eigentlich erwartet, dass unser Experiment zeigen würde, dass die Enzyme diese Fähigkeit nicht hatten, aber überraschenderweise fanden wir, dass sie es taten“, sagt Stine Friis am Telefon aus den USA, wo sie im Auftrag der Universität Kopenhagen an den American National Institutes of Health forscht.
Entdeckung kann die Behandlung verbessern
Krebs wird derzeit behandelt, basierend auf der Annahme, dass die Enzyme daran gehindert werden sollten, die nächste Substanz in einer Kette zu spalten. Dies geschieht, um eine Kettenreaktion zu verhindern, die die Ausbreitung des Krebses auslösen würde.
Dies ist jedoch wahrscheinlich nur die halbe Lösung:
Die Wissenschaftler untersuchten zwei Enzyme: Matriptase und Prostasin.
Beide befinden sich auf der Oberfläche der Zelle und gehören zur Kategorie der Proteasen – einer Gruppe von Enzymen, die andere Proteine spalten können.
Matriptase und Prostasin sind wichtig für die Funktion der Zellen, die Oberflächen auf Organen wie Haut, Lunge und Darm bilden.
“ Bisher haben wir dem Enzym nur eine Socke in den Mund gesteckt, so dass es nicht in der Lage ist, die nächste Substanz in der Kette zu beißen. Aber wenn wir den gesamten Signalweg blockieren wollen, müssen wir anscheinend auch seine Arme festbinden, damit er nicht an ein anderes Enzym binden kann „, sagt Friis, der in Molekularbiologie promoviert hat.
Die Ergebnisse sind im Journal of Biological Chemistry veröffentlicht.
Enzyme halten die Kettenreaktion am Laufen
Die Forscher entdeckten, dass sich die Enzyme in mehrfacher Hinsicht gegenseitig aktivieren können. Grob gesagt können sie gleichzeitig schneiden und binden.
Bisher glaubte man, dass das Enzym nur durch ‚Einschneiden‘ eine Botschaft an das nächste Enzym im Signalweg weitergeben kann.
Die Enzyme aktivieren sich gegenseitig und lösen eine Kaskade von Reaktionen aus – auch als Signalweg bekannt.
Die Forscher vermuten, dass Matriptase und Prostasin in einem frühen Stadium desselben Signalwegs auftreten, was ihre Untersuchung sehr interessant macht.
Wenn ein Ungleichgewicht auftritt, z. B. eine Überproduktion von Matriptase, riskieren wir, an Krebs zu erkranken, weil unsere Zellen überstimuliert werden.
Es ist typisch für Krebszellen, eine Überproduktion von Proteasen zu provozieren, um Platz im umgebenden Gewebe zu schaffen, um zu wachsen und sich auszubreiten.
Es stellte sich jedoch heraus, dass sie die Kettenreaktion auch nur durch Bindung aneinander am Laufen halten können. Das überraschte die Forscher.
Zellen werden verrückt
Wenn diese Kettenreaktion außer Kontrolle gerät, kann dies dazu führen, dass Zellen außer Kontrolle geraten und krebsartig werden. Die Probleme entstehen, wenn die Enzyme aus dem Gleichgewicht geraten.
Eine frühere Studie mit Mäusen hat einen engen Zusammenhang zwischen ‚zu vielen‘ dieser speziellen Enzyme und der Entwicklung von Krebs gezeigt.
Alle experimentellen Mäuse mit erhöhten Matriptase-Spiegeln entwickelten präkanzeröse Läsionen, und 7 von 10 erkrankten an Hautkrebs.
Korrelation muss geklärt werden
„Wir haben uns sehr darauf konzentriert, wie sich die Enzyme gegenseitig spalten, aber wir können sehen, dass sie in der Lage sind, mehr zu tun, als unser vereinfachtes Modell uns sagt“, sagt Friis.
Sie sagt, der Weg sei jetzt geebnet, um zu untersuchen, wo auf diesem Signalweg diese neu entdeckte Funktion spielt und wie genau die Enzyme den Krebs unterstützen.
„Man könnte sagen, dass wir in eine neue Ära für diese Art von Enzymen eintreten. Ich denke, wir werden jetzt viel Forschung auf diesem Gebiet sehen.“
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Übersetzt von: Dann Vinther
Wissenschaftliche Links
- ‚ Ein Matriptase-Prostasin reziproker Zymogenaktivierungskomplex mit einzigartigen Eigenschaften: PROSTASIN ALS NICHT-ENZYMATISCHER COFAKTOR FÜR DIE MATRIPTASEAKTIVIERUNG‘, J Biol Chem. (2013), DOI: 10.1074
- ‚Deregulierte Matriptase verursacht ras-unabhängige mehrstufige Karzinogenese und fördert ras-vermittelte maligne Transformation‘, Genes Dev. DOI: 10.1101
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