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Donnerstag, 21.09.2017
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Muttermilch zur Abwehr von Krebs?

Umgebautes Eiweißmolekül erkennt und tötet Krebszellen

Heilmittel aus der Muttermilch? Wissenschaftler haben einen bestimmten Bestandteil menschlicher Muttermilch so umgebaut, dass er Krebszellen bekämpfen kann. Das Eiweißmolekül ist Teil des angeborenen Immunsystems und geht von Natur aus gegen veränderte Körperzellen vor. Dank der Optimierung durch die Forscher erkennt das Peptid nun auch schwer behandelbare Krebsformen - und wehrt kranke Zellen besonders effektiv ab. Die vielversprechenden Ergebnisse aus Tierversuchen müssen jedoch durch weitere Studien bestätigt werden.
Ein Inhaltsstoff aus der Muttermilch könnte - in abgewandelter Form - gegen Krebs wirken.

Ein Inhaltsstoff aus der Muttermilch könnte - in abgewandelter Form - gegen Krebs wirken.

Viele Krebsarten sind heute heilbar, wenn die Tumoren rechtzeitig erkannt werden und es wirksame Chemotherapeutika gegen sie gibt. Manche Krebserkrankungen gelten hingegen trotz Fortschritten in der Medizin immer noch als schwer behandelbar - zum Beispiel Hautkrebs, Tumorerkrankungen im Gehirn oder Krebs, der schon gestreut und Metastasen gebildet hat.

Die Herausforderung bei diesen tückischen Erkrankungen besteht für Ärzte darin, die Krebszellen im Körper erstens aufzuspüren und zweitens erfolgreich zu bekämpfen. Wissenschaftler um Dagmar Zweytick von der Universität Graz haben nun eine Methode entwickelt, mit der dies in Zukunft womöglich auch bei schlecht therapierbaren Krebsformen besser gelingen könnte.

Wirkstoff-Suche in der Muttermilch


Auf der Suche nach einer effektiven Waffe gegen hartnäckige Krebszellen widmeten sich die Forscher einem typischen Erkennungsmerkmal der Übeltäter: Im Gegensatz zu gesunden Zellen trägt die Membranhülle jeder Krebszelle an der Außenseite negativ geladene Moleküle in Form des Lipids Phosphatidylserin. Anhand dieses Lipids lassen sich Tumore und sogar Metastasen erkennen - es kann daher als Krebsmarker dienen.


Wie aber lässt sich diese Stelle verlässlich identifizieren? Zweyticks und ihre Kollegen testeten als mögliche Pfeilspitze, die das Lipid und damit sämtliche Krebszellen selbstständig anvisiert, einen Stoff aus der menschlichen Muttermilch: das Peptid Lactoferricin. Das kleine Eiweißmolekül ist Teil der angeborenen Immunabwehr, mit der das Neugeborene über die Muttermilch versorgt wird.

Das Lactoferricin geht als erste Abwehr-Reaktion gegen negativ geladene körperfremde Zellen wie Bakterien und Pilze vor, aber auch gegen veränderte körpereigene Zellen. Der Verdacht lag daher nahe, dass es auch Krebszellen erkennen und bekämpfen könnte.

Hautkrebszellen vor (links), nach 4-stündiger und 8-stündiger (rechts) Behandlung: Die zunehmende Aufnahme des roten Farbstoffs deutet auf eine starke Membranschädigung und den finalen Zelltod hin.

Hautkrebszellen vor (links), nach 4-stündiger und 8-stündiger (rechts) Behandlung: Die zunehmende Aufnahme des roten Farbstoffs deutet auf eine starke Membranschädigung und den finalen Zelltod hin.

Peptid-Pfeil trifft Krebszellen


Knapp vier Jahre lang arbeiteten die Wissenschaftler daran, das Peptid für den Einsatz als Antitumor-Mittel zu optimieren. Dabei bauten sie ein bestimmtes Teilstück des Moleküls gezielt so um, dass es unter anderem Melanome und sogenannte Glioblastome im Gehirn erkennt. Die positiv geladenen Peptid-Pfeile finden dabei die negativ geladene, mit Phosphatidylserin gespickte Oberfläche der Krebszellen, docken an und lösen binnen weniger Stunden den Zelltod aus.

Der Weg zum fertigen Wirkstoff war lang, wie die Forscher berichten. So simulierten sie zunächst, welche Varianten des Moleküls möglichst aktiv sind. Anschließend synthetisierten sie fünfzehn Varianten, um sie an Zellkulturen zu testen. "Die größte Herausforderung im Designprozess war, die richtige Balance von Toxizität und Spezifität zu finden. Wenn die Peptidstücke zu aktiv gestaltet werden, greifen sie auch gesunde Körperzellen an. In Kontrollversuchen haben wir uns immer wieder rückversichert, dass nur Krebszellen gefunden und normale Zellen verschont werden", so das Team.

Tumorschwund bei Mäusen


Mit den zwei vielversprechendsten Wirkstoff-Kandidaten führten Zweyticks und ihre Kollegen schließlich Experimente an Mäusen durch. Dabei verglichen sie, wie sich Nager mit menschlichen Krebsgeschwüren mit und ohne die Behandlung mit dem Peptid entwickelten. Das Ergebnis: Bei den peptidbehandelten Mäusen zeigte sich ein starker Rückgang der Tumore um durchschnittlich 85 Prozent beim Melanom und bis zu 50 Prozent beim Glioblastom.

Beide Wirkstoff-Varianten wirkten dabei etwa zehnmal stärker als das ursprünglich in der Muttermilch enthaltene Molekül, wie die Forscher berichten. Versuche mit gesunden Kontrollmäusen belegten zudem, dass die Wirkstoffe keine schädlichen Nebenwirkungen verursachen.

Zum Patent angemeldet


Die Wissenschaftler haben ihre Peptide bereits in der Europäischen Union sowie in den USA als Patent angemeldet. Gemeinsam mit einem Pharmaunternehmen arbeiten sie nun daran, das Mittel in weiteren Studien zu testen. Sollte der Antitumor-Wirkstoff aus der Muttermilch irgendwann einmal für die Therapie beim Menschen zugelassen werden, würde er bevorzugt über die Vene gespritzt werden, um auch Metastasen zu erreichen.

Es gelte demnach auch zu überprüfen, wie stabil der Peptidpfeil im Blutsystem ist, ob ein Durchdringen der Blut-Hirnschranke möglich ist und wie die Pfeilspitze weiter verstärkt werden kann, schließt das Team.
(Der Wissenschaftsfonds FWF, 11.04.2017 - DAL)
 
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