Kankeronderzoeken Zuurstofgebrek veroorzaakt uitzaaiingen van kankertumoren

Wanneer er een gebrek aan zuurstof is, heeft kanker de neiging zich te verspreiden
In hun huidige onderzoeken konden wetenschappers van de Ludwig Maximillians University (LMU) in München het mechanisme ontcijferen dat tumoren bij lage zuurstofconcentraties veroorzaakt om hun verstrooiing in andere weefsels te intensiveren. De onderzoekers merkten op dat als zuurstofarm is, een klein molecuul wordt vertraagd, wat normaal een beschermend mechanisme initieert.

Het onderzoeksteam onder leiding van professor Heiko Hermeking was de eerste die de mechanismen vaststelde die verantwoordelijk zijn voor het feit dat tumoren gevoelig zijn voor verhoogde metastasen bij lage zuurstofconcentraties, meldt de LMU. Het effect is belangrijk bij veel kankerpatiënten, omdat tumoren vaak slecht geperfuseerd zijn en daarom vaak een slechte zuurstoftoevoer hebben, rapporteren de wetenschappers. Door dit gebrek aan zuurstof reageren de tumoren slecht op bestraling en chemotherapie en zijn ze gevoelig voor uitzaaiingen, de experts leggen de connectie uit. De wetenschappers hebben de resultaten gepubliceerd van hun nieuwste onderzoek in het tijdschrift "Gastroenterology".

Bij kanker leidt zuurstofdeficiëntie in het weefsel tot een verhoogde metastase van de tumoren. (Afbeelding: Juan Gärtner / fotolia.com)

Speciaal RNA-molecuul meer en meer uitgeschakeld
In hun studies over colorectaal carcinoom ontdekten de wetenschappers dat in meer dan de helft van de tumoren de zogenaamde "tumor suppressor p53" was geïnactiveerd. In eerdere studies had prof. Hermeking al aangetoond dat dit gen codeerde voor een eiwit dat op zijn beurt direct een extreem kort RNA-molecuul induceert - het zogenaamde micro-RNA-34a (miR-34a). Dit speelt op zijn beurt een centrale rol bij het onderdrukken van tumoren. "In intestinale carcinomen hebben we vastgesteld dat miR-34a bijzonder vaak wordt geïnactiveerd in metastatische tumoren, waar zuurstofgebrek vaak voorkomt," rapporteert Prof. Hermeking van de resultaten van het onderzoek..

Verband tussen uitzaaiing en ontbrekend zuurstofgebrek
De inactivatie van miR-34a was de eerste keer dat wetenschappers in staat waren om rechtstreeks verband te houden met het gebrek aan zuurstof. "Bij lage zuurstofniveaus produceren de tumorcellen de zogenaamde hypoxie-geïnduceerde factor HIF1a, die het beschermende RNA-molecuul direct remt", meldt LMU. Bovendien wordt een reactieketen in gang gezet, die op zijn beurt andere eiwitten opreguleert en uiteindelijk een proces initieert waarin lokaal groeiende, niet-invasieve oppervlakte-cellen transformeren in agressieve cellen. Deze vallen andere weefsels binnen en de tumor is uitgezaaid. Het proces wordt aangeduid als epitheliale-mesenchymale overgang (EMT) en speelt ook een belangrijke rol bij de migratie van cellen tijdens embryonale ontwikkeling.

Speciale eiwitten met verreikende effecten
Volgens de onderzoekers is het eiwit PPP1R11 betrokken bij de rampzalige reactieketen. De productie van dit eiwit was bijzonder hoog op het gebied van invasie van slecht geoxygeneerde tumoren. Normaal gesproken wordt de productie van PPP1R11 in de cellen direct onderdrukt door miR-34a en dus indirect ook door de tumoronderdrukker p53. Op deze manier kan de reactieketting als het ware worden omgekeerd en een beschermend mechanisme worden geactiveerd, waardoor de cellen op hun plaats blijven. Dit remt de metastase.

Nieuwe benaderingen van therapieën
Volgens de onderzoekers geven de nieuwe onderzoeksresultaten ook aan dat metastatische darmtumoren mogelijk behandelbaar zijn als belangrijke eiwitten van de aangegeven reactieketen zouden kunnen worden geremd en parallelle activering van miR-34a zou kunnen worden bereikt. "Vooral moleculen die miR-34a kunnen vervangen en hun functie overnemen, worden momenteel onderzocht in klinische proeven", legt prof. Hermeking uit. Vooral voor tumoren met een slechte zuurstoftoevoer kunnen deze van groot belang zijn voor toekomstige behandelingsopties, concluderen de onderzoekers.