Zur Wirksamkeit der Chemotherapie – neue Forschungsergebnisse

Manche Krebspatienten sprechen gut auf eine Chemotherapie an, während sie bei anderen weniger stark oder gar nicht wirkt. Warum dies so ist, war bisher weitgehend unbekannt. Nun haben Forscher einen Mechanismus in den Körperzellen entdeckt, der vorhersagen könnte, ob eine Chemotherapie wirkt. Dabei spielt die Funktion bestimmter Enzyme in den Mitochondrien – den „Kraftwerken“ der Zelle – eine wichtige Rolle. Die Ergebnisse könnten in Zukunft dazu beitragen, individualisierte Therapien zu entwickeln, bei denen das erfolgversprechendste Medikament für eine Chemotherapie ausgewählt wird.

Gesundheitkompakt Berlin –Die Wissenschaftler um Michaela Aichler vom Helmholtz Zentrum München untersuchten das Gewebe von Tumoren im Magen, der Speiseröhre und der Brust von insgesamt 428 Patienten. Mithilfe verschiedener bildgebender Verfahren, der so genannten Matrix-unterstützten Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) und der Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC-MS/MS), erstellten sie Proteinmuster der Zellen und konnten so Enzyme identifizieren, die an der Atmungskette in den so genannten Mitochondrien beteiligt sind. Die Atmungskette ist ein wichtiger Bestandteil des Energiestoffwechsels und findet in der inneren Membran der Mitochondrien – der Energie-Kraftwerke der Zellen – statt.

Als nächstes prüften die Forscher von der Abteilung Analytische Pathologie (AAP) des Helmholtz Zentrums, ob ein Zusammenhang zwischen vorhandener bzw. fehlender Enzymfunktion und dem Ansprechen auf eine Chemotherapie bestand. Dabei verwendeten sie den Wirkstoff Cisplatin – ein Medikament, das bei Chemotherapien häufig eingesetzt wird und das Zellwachstum sowie die Zellteilung hemmt.

Eine gute Wirksamkeit der Chemotherapie ließ sich vor allem dann beobachten, wenn in den Tumorzellen ein Defekt in Bestandteilen der Atmungskette vorlag – insbesondere dann, wenn bestimmte Untereinheiten der so genannten spezifischen Cytochrom C Oxidoase (COX) defekt waren. In diesem Fall starben die Tumorzellen unter Cisplatin-Therapie besonders schnell ab. Umgekehrt waren Tumorzellen, bei denen kein Defekt in der Atmungskette vorlag, gegen die Behandlung mit Cisplatin resistent.

Diese Zusammenhänge ließen sich sowohl an Proben im Reagenzglas als auch bei Untersuchungen von Gewebeproben der Patienten nachweisen. „Die Erkenntnis dieser Zusammenhänge trägt dazu bei, die Wirksamkeit bestimmter Chemotherapien besser vorhersagen zu können“, sagt Axel Walch, der Leiter der AAP. „Möglicherweise lassen sich Mitochondrien und ihre Funktions-Enzyme künftig als Biomarker für personalisierte Therapieansätze nutzen.“ So könnte man die Wirksamkeit eines bestimmten Chemotherapeutikums individuell vorherzusagen – und dann das erfolgversprechendste Medikament für einen Patienten auswählen. gk/ca

Quellen

• Journal of Pathology (2013): Aichler, M. et al. Clinical response to chemotherapy in oesophageal adenocarcinoma patients is linked to defects in mitochondria. doi: 10.1002/path.4199