Eine Funktionsstörung der Blutgefäße in den Muskeln könnte für die Muskelschwäche und den Gewichtsverlust verantwortlich sein, unter denen die meisten Krebspatienten leiden. Dies geht aus einer neuen Studie von Forschern der University of Illinois Chicago hervor.
Die Entdeckung könne Krebsüberlebenden dabei helfen, ihre Muskelkraft wiederzuerlangen, was zu besseren Ergebnissen für diese Patienten beitragen könne, sagte Dr. Jalees Rehman, leitender Autor des neuen Artikels und Benjamin J. Goldberg-Professor sowie Leiter der Abteilung für Biochemie und Molekulargenetik am College of Medicine.
Bis zu 80 % der Krebspatienten leiden unter Muskelschwund, der sogenannten Kachexie, einer schwächenden Komplikation, die durch extreme Müdigkeit, Gewichtsverlust und Appetitlosigkeit gekennzeichnet ist.
„Es ist einer der Hauptfaktoren für die schlechten Ergebnisse bei Krebsüberlebenden, wenn sie aufgrund des Verlusts großer Muskelkraft nicht mehr in der Lage sind, ihren alltäglichen Aktivitäten nachzugehen“, sagte Rehman, der auch Co-Leiter des Translational Oncology Research Program am University of Illinois Cancer Center ist.
Im Verlauf einer Krebserkrankung kann ein im Blutkreislauf zirkulierendes Tumormolekül einen „molekularen Schalter“ in den Muskelgefäßzellen umlegen und so deren Fehlfunktion verursachen, so die in Nature Cancer veröffentlichte Studie . Durch das Einschalten dieses molekularen Schalters kann die Gesundheit der Blutgefäße jedoch wiederhergestellt und so der Muskelschwund umgekehrt werden.
Es gibt keine von der FDA zugelassene Behandlung für Kachexie, und herkömmliche Behandlungspläne, die sich auf Ernährung und Bewegung konzentrieren, scheinen nicht auszureichen, sagte Rehman. Frühere Studien zur Kachexie konzentrierten sich auf die Frage, wie eine Immunreaktion, die zu einer Muskelentzündung führt, die Erkrankung verursachen könnte.
„Als wir dieses Projekt begannen, war wenig darüber bekannt, wie Blutgefäße die Muskelmasse oder Muskelkraft bei Kachexie beeinflussen können“, sagte Young Mee Kim, wissenschaftliche Assistenzprofessorin in der Abteilung für Biochemie und Molekulargenetik und Erstautorin der Studie.
Blutgefäße sind die Autobahnen im Körper und transportieren Nährstoffe und Sauerstoff zu Organen, einschließlich der Muskeln. Sie tragen aber auch zu lebenswichtigen Organfunktionen und der Gesundheit bei. „Sie sind mehr als nur passive Leitungen; sie steuern unsere Organe und Gewebe“, sagte Rehman.
Die Forscher verwendeten ein Tiermodell für Bauchspeicheldrüsenkrebs, um die Blutgefäße in kranken, kachektischen Muskeln und gesunden Muskeln zu vergleichen. Mithilfe hochauflösender 3D-Mikroskopie zeigten sie, dass kachektische Muskeln weniger Blutgefäße aufweisen als gesunde Muskeln.
Sie stellten außerdem fest, dass diese Muskeln weniger Masse und dünnere Fasern hatten und bei Krafttests nicht so gut abschnitten. Dasselbe galt für Modelle anderer Krebsarten, darunter Dickdarmkrebs, Lungenkrebs und Hautmelanom, sowie für Muskelproben von Krebspatienten.
Anschließend analysierten die Forscher die Gene in Zellen, die die Blutgefäße der Muskeln auskleiden, den sogenannten Endothelzellen. Die Endothelzellen kachektischer Muskeln seien älter, durchlässiger und anfälliger für Absterben als die Zellen gesunder Muskeln, sagte Kim.
„Je stärker die Gefäßfunktionsstörung ist, desto mehr scheint der Muskel zu leiden“, sagte Rehman.
Sie fanden heraus, dass ein Molekül namens Activin A in den Endothelzellen mit Krebskachexie häufiger vorkam als in gesunden Zellen. Dieser erhöhte Activin-A-Spiegel unterdrückte die Expression eines wichtigen Proteins namens PGC1α“, sagte Rehman. Die Forscher stellten fest, dass die Wiedereinschaltung von PGC1α die Gesundheit der Blutgefäße wiederherstellte und in der Folge die Muskelkraft verbesserte.
Rehman und seine Kollegen arbeiten an Therapien, die auf PGC1α und Activin A als Behandlungsmethode für Kachexie bei Krebs abzielen.
Bild Nature Cancer Nachdruck unter Creative Commons Lizenz
DOI
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