An der Oberfläche von Körperzellen befinden sich lange Ketten von Zuckermolekülen, die über Proteine in der Zellmembran verankert sind. Diese komplexen Strukturen sind bisher erst wenig untersucht. Mit zwei molekularen Scheren ist es jetzt gelungen, Teilstücke davon abzuspalten, von denen die einen aktivierend, die anderen hemmend auf das Wachstum von Tumorzellen wirken. Dieser Befund stellt einen bisher unbekannten Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Krebsmittel dar. Das berichten Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (Bd. 99, S. 568).
Jede Zelle ist von einer Hülle umgeben, die aus Proteinen mit Ketten aus verschiedenen Zuckerbausteinen aufgebaut ist. Die Zusammensetzung dieser so genannten Heparansulfatketten spielt eine wichtige Rolle für die Kommunikation zwischen den Zellen. Ram Sasisekharan und seine Mitarbeiter haben jetzt neue Methoden und Instrumente entwickelt, um die Struktur und Funktion der Heparansulfatketten aufzuklären.
Dazu benutzten sie die Enzyme Heparinase I und Heparinase III als molekulare Scheren, die verschiedene Fragmente von Zuckerketten aus der Zellhülle abspalten. Die Wissenschaftler wollten herausfinden, ob dadurch das Wachstum von Krebszellen beeinflusst werden kann.
Als sie Mäusen mit Hauttumoren Heparinase I injizierten, verstärkte sich das Tumorwachstum. Heparinase III dagegen hemmte sowohl das Wachstum als auch die Bildung von Metastasen. Den gleichen Effekt erzielten die Forscher, wenn sie Tumorzellen zunächst außerhalb des Körpers mit den Enzymen behandelten und den Mäusen dann die dabei freigesetzten Zuckerketten injizierten.
“Die Zuckerhülle der Tumorzellen enthält Bestandteile, die das Wachstum fördern und solche, die es hemmen”, sagt Sasisekharan. Möglicherweise unterdrücke der gesunde Körper das Tumorwachstum durch Enzyme, die hemmende Fragmente aus den Zuckerketten der Zellhülle herausbrechen. Andererseits sei es denkbar, dass die Tumorzelle andere Enzyme freisetzen kann, die das Wachstum beschleunigen.
“Da der Zuckermantel von Tumorzellen je nach Gewebetyp unterschiedlich zusammengesetzt ist, könnten unsere Befunde zu neuen gewebespezifischen Krebsmitteln führen”, schreiben die Wissenschaftler. Dazu ist es nötig, die genaue Struktur der wachstumshemmenden Heparansulfatfragmente zu ermitteln. Die Werkzeuge dafür stehen jetzt zur Verfügung.
Joachim Czichos
