Fruktose könnte die Ausbreitung von Eierstockkrebs fördern: Erkenntnisse aus einer präklinischen Studie

Kurz gesagt

• Zellen von Eierstockkrebs, die eine Chemotherapie überlebt hatten, setzten Fruktose frei, die in einem präklinischen Modell die Ausbreitung von Tumorzellen verstärkte.
• Fruktose verringerte die Cholesterinproduktion in benachbarten Zellen und schwächte dadurch die Verbindungen zwischen ihnen.
• Die Auswirkungen einer Fruktoseeinschränkung und von Statinen auf die Behandlungsergebnisse von Patienten wurden in der vorliegenden Studie nicht untersucht.

Fruktose als Signal für Tumorzellen

Forschende des Wistar Institute beschrieben eine mögliche Rolle von Fruktose bei der Ausbreitung aggressiven Eierstockkrebses. Ihren Daten zufolge setzen einige Tumorzellen, die eine Chemotherapie überlebt haben, diesen Zucker in ihrer Umgebung frei. Dort dient er nicht nur als Energiequelle: In einem präklinischen Modell wirkte Fruktose als chemisches Signal, das benachbarte Krebszellen dabei unterstützte, die Fähigkeit zur Ausbreitung zu entwickeln. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Nature Aging veröffentlicht.

Das Besondere an dieser Beobachtung ist, dass Zellen, die die Behandlung überlebt haben, biologisch aktiv bleiben können, auch wenn sie sich nicht mehr teilen. Der Erstautor der Studie, der Postdoktorand Aidan Cole, beschrieb sie als Quelle molekularer Signale für benachbarte Zellen. Die Studie zeigt, dass zu diesen Signalen auch ein Nährstoff gehören könnte – Fruktose. Das erweitert unser Verständnis davon, wie sich nicht mehr vermehrende Zellen nach einer Therapie möglicherweise auf das Verhalten eines Tumors auswirken.

Für den klinischen Kontext sind die Art der Behandlung und der Krankheitsverlauf wichtig. Die meisten Patientinnen mit Eierstockkrebs erhalten platinbasierte Medikamente: Sie schädigen die DNA der Krebszellen und hindern sie daran, sich zu vermehren. Obwohl viele zunächst gut auf die Therapie ansprechen, kehrt der Krebs in den meisten Fällen mit der Zeit zurück. Die Krankheit breitet sich außerdem häufig in der Bauchhöhle aus; auf Metastasen entfallen etwa 90 % der Todesfälle durch Eierstockkrebs.

Was nach der Chemotherapie passiert

Um die Rolle der Zellen zu untersuchen, die die Chemotherapie überlebt hatten, trennte das Team sie von den Substanzen, die sie abgaben. Im präklinischen Versuch reichten die Moleküle allein – ohne die Zellen selbst – aus, um die Ausbreitung des Krebses deutlich zu verstärken. Dieser Unterschied ist wichtig: Das Ergebnis weist auf einen Einfluss der von den Zellen abgegebenen Substanzen hin und nicht nur auf die Wirkung der überlebenden Zellen selbst. Die Autoren bezeichnen dies als eine der ersten Beobachtungen dieser Art in einem präklinischen Modell und nicht nur in einer Laborschale.

Als Nächstes wollten die Forschenden herausfinden, welche Substanzen genau mit der veränderten Verhaltensweise der Tumorzellen zusammenhängen. Sie identifizierten Fruktose – einen Zucker, der natürlicherweise zum Beispiel in Obst und Honig vorkommt. Fruktose ist außerdem Bestandteil von gewöhnlichem Haushaltszucker und von Maissirup mit hohem Fruktosegehalt, der in süßen Getränken und verarbeiteten Lebensmitteln verwendet wird. In den Versuchen produzierten die Zellen, die die Chemotherapie überlebt hatten, Fruktose und gaben sie an ihre Umgebung ab.

Im beschriebenen Mechanismus dient Fruktose nicht nur als Nährstoff, sondern auch als Signal für benachbarte Tumorzellen. Unter dem Einfluss dieses Signals konnten sie sich stärker ausbreiten. Das bedeutet nicht, dass Fruktose allein die Ursache für Metastasen ist: Die Studie untersucht einen bestimmten zellulären Mechanismus und Ergebnisse präklinischer Experimente. Sie liefert eine Erklärung dafür, wie Zellen nach einer Behandlung weiterhin andere Tumorzellen beeinflussen können.

Wie Zucker die Zellhaftung beeinflusst

Die Forschenden berichteten außerdem, dass ein hoher Fruktosekonsum, vergleichbar mit der Menge in süßen Getränken, in präklinischen Experimenten Signale verstärken konnte, die mit der Ausbreitung von Krebs in Verbindung stehen – auch ohne Chemotherapie. Diese Beobachtung weist auf einen möglichen Mechanismus hin, der Ernährung und Tumorverhalten miteinander verbindet und bisher unbekannt war. Sie beweist jedoch nicht, dass Zuckerkonsum bei Menschen die Ausbreitung von Krebs verursacht, und erlaubt es nicht, die Versuchsergebnisse direkt auf Patientinnen und Patienten zu übertragen.

In der Veröffentlichung wird auch die potenzielle praktische Bedeutung der Ernährung hervorgehoben: In den USA kann Maissirup mit hohem Fruktosegehalt bei manchen Menschen etwa 8–20 % der täglichen Kalorienzufuhr ausmachen. Die Autoren weisen darauf hin, dass sich der Fruktosekonsum beeinflussen lässt und die Ernährung daher künftig als Ansatz zur Erforschung einer möglichen Begrenzung der Tumorausbreitung dienen könnte. Bislang ist jedoch nicht untersucht worden, ob eine Verringerung des Fruktosekonsums die Behandlungsergebnisse bei Patientinnen mit Eierstockkrebs verbessert.

Um den zellulären Mechanismus zu verstehen, untersuchte das Team mithilfe mehrerer Methoden, darunter eines CRISPR-Screenings, Veränderungen in Krebszellen, die Fruktose ausgesetzt waren. Mit diesem Ansatz lassen sich Gene systematisch untersuchen und jene ermitteln, die einen bestimmten Zellprozess beeinflussen. In diesem Fall deutete die Gesamtheit der Experimente auf eine verringerte Cholesterinproduktion in benachbarten Tumorzellen hin. Dadurch wurde das Fruktosesignal mit einer Veränderung der Zelleigenschaften in Verbindung gebracht und nicht nur mit ihrem Energiestoffwechsel.

Praktische Erkenntnisse und offene Fragen

Cholesterin ist nicht nur in dem Zusammenhang wichtig, in dem es üblicherweise im Hinblick auf das Herz diskutiert wird. Es ist Bestandteil der Zellmembranen – der äußeren Hüllen, die an der Interaktion der Zelle mit ihrer Umgebung beteiligt sind. Bei dem untersuchten Mechanismus trägt Cholesterin dazu bei, die Kontakte zwischen benachbarten Zellen aufrechtzuerhalten. Diese Verbindungen wirken wie eine Art biologischer Klebstoff und erschweren es den Zellen, sich voneinander zu lösen. Daher schwächte die durch Fruktose verringerte Cholesterinproduktion diese Kontakte.

Wenn die Verbindungen zwischen Tumorzellen schwächer werden, können sich einzelne Zellen dem vorgeschlagenen Mechanismus zufolge leichter lösen. Dadurch könnte es ihnen erleichtert werden, den ursprünglichen Bereich zu verlassen und sich an andere Stellen auszubreiten. So verbindet die Studie Fruktose, eine verringerte Cholesterinproduktion und schwächere Zellkontakte zu einer Abfolge von Ereignissen. Es handelt sich um eine mögliche Erklärung für eine gefährliche Eigenschaft von Eierstockkrebs, nicht um einen Beweis dafür, dass diese Kette bei allen Patientinnen gleichermaßen abläuft.

Das Ergebnis zum Cholesterin veranlasste die Forschenden, auch Statine in den Blick zu nehmen – häufig verschriebene Medikamente zur Senkung des Cholesterinspiegels. Der Quelle zufolge nehmen in den USA rund 39 Millionen Menschen Statine ein; es wird jedoch nicht berichtet, dass die Studie einen Einfluss dieser Medikamente auf die Ausbreitung von Krebs oder auf Behandlungsergebnisse festgestellt hätte. Der Zusammenhang zwischen der Einnahme von Statinen und dem beschriebenen Mechanismus bleibt daher eine Frage für weitere Untersuchungen. Weder Ernährungsempfehlungen noch Schlussfolgerungen zu Medikamenten auf Grundlage dieser Ergebnisse sind bislang durch klinische Daten bestätigt.

Quelle: ScienceDaily