Krebszellen können entweder aus der Lunge stammen – dies wird als primärer Lungenkrebs bezeichnet – und in andere Organe metastasieren oder von einem anderen primären Ort in die Lunge gelangen (Lungenmetastasen). Der Begriff Metastasierung bezieht sich auf die Wanderung von Krebszellen von einem Primärtumor zu einem Sekundärtumor.
Eine ganz aktuelle Entdeckung, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, eröffnet den Weg für neue therapeutische Interventionen gegen die Ausbreitung von Metastasen. Forscher haben tatsächlich ein Schlüsselelement identifiziert, das die Einnistung aggressiver Krebszellen im Lungengewebe begünstigt. Es ist eine Aminosäure: Aspartat.
Jeder zweite Krebspatient mit Metastasen entwickelt diese in der Lunge
Die Lunge ist häufig der Ort von Metastasen. Einige Studien gehen sogar davon aus, dass bei 54 % der Patienten mit metastasierten Tumoren Lungenmetastasen vorliegen. Diese hohe Frequenz erklärt sich durch die physikalischen Eigenschaften des Lungensystems (nachdem sie den venösen Kreislauf passiert haben, nehmen die zirkulierenden Tumorzellen das venöse System ein, das zum rechten Herzen hin konvergiert, bevor sie in den Lungenkreislauf befördert werden). Ein weiterer ergänzender Mechanismus wäre das weniger oxidative Milieu in der Lunge, das das Überleben von Krebszellen fördern könnte. Oxidation ist eine chemische Reaktion, bei der Moleküle Elektronen verlieren, oft aufgrund der Wechselwirkung mit Sauerstoff. Die Folge ist die Produktion instabiler chemischer Spezies, sogenannter freier Radikale, die Zellen und Gewebe schädigen können.
Darüber hinaus verändern die von den Primärtumoren selbst abgesonderten Faktoren die Immunzellen und die extrazelluläre Matrix* der Lunge und schaffen so eine Umgebung, die die Entstehung von Krebszellen begünstigt, die sie erreichen. Die Art und Weise, wie Nährstoffe in den von Metastasen befallenen Organen Krebszellen aggressive Eigenschaften verleihen, ist jedoch nach wie vor nur unzureichend geklärt. Diese neue Studie zeigt, dass einer dieser Nährstoffe, die in der Lunge vorhandene Aminosäure Aspartat, in disseminierten Krebszellen eine Kaskade zellulärer Signale auslöst und so die Aggressivität dieser Lungenmetastasen erhöht.
Aspartat könnte bei Lungenmetastasen eine Schlüsselrolle spielen
Genauer gesagt beobachtete das Team von Professor Fendt (VIB-KU Leuven Cancer Biology Center), dass Brustkrebspatientinnen und Mäuse hohe Aspartatkonzentrationen in ihrer interstitiellen Lungenflüssigkeit aufwiesen. Dieses extrazelluläre Aspartat aktiviert einen spezifischen Rezeptor auf Krebszellen (ionotropes N-Methyl-D-Aspartat), der einen Kaskadenprozess auslöst, der metastasierende Tumoren in der Lunge aggressiv macht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Schlüsselprotein, das für das reibungslose Funktionieren unserer Zellen unerlässlich ist, missbraucht wird: Es verhält sich in der Lungenumgebung wie ein außerhalb der Zellen vorhandenes Signalmolekül, um die Aggressivität metastatischer Krebszellen zu fördern, die sich in der Lunge verbreiten.
Durch welchen Mechanismus?
Wenn die Wissenschaftler in diese Richtung gingen und die beteiligten Mechanismen identifizieren konnten, dann deshalb, weil sie „hohe Aspartatwerte in der Lunge von Mäusen und Patienten mit Brustkrebs im Vergleich zu denen ohne Krebs beobachtet hatten“, kommentiert Ginevra Doglioni, Doktorandin bei dem Fendt-Labor und Erstautor der Studie. Dies deutete darauf hin, dass Aspartat eine Schlüsselrolle bei Lungenmetastasen spielen könnte. »
Forscher beobachteten eine aktivierende Modifikation eines Faktors (eIF5A) in Krebszellen mit Lungenmetastasen, die mit einer erhöhten Aggressivität von Lungenmetastasen verbunden ist. Sie konnten jedoch nachweisen, dass Aspartat diese Modifikation von eIF5A auslöste.
Professor Fendt betont: „ Die Signalübertragung (Aktivierung, Anmerkung des Herausgebers) durch Aspartat könnte ein gemeinsames Merkmal von Krebszellen sein, die die Lunge besiedeln. Darüber hinaus gibt es bereits Medikamente, die diesen Mechanismus angreifen können. Mit zusätzlicher Forschung könnte eine klinische Anwendung möglich sein. »
* komplexes Netzwerk aus komplexen Proteinen und Zuckern, das Lungenzellen strukturell unterstützt und eine entscheidende Rolle bei der Regulierung verschiedener biologischer Funktionen spielt
Quelle: Doglioni, G., Fernández-García, J., Igelmann, S. et al. Die Aspartat-Signalübertragung treibt die Lungenmetastasierung durch alternative Übersetzung voran. Natur (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08335-7; Gerull, WD, Puri, V. & Kozower, BD Die Epidemiologie und Biologie von Lungenmetastasen. J. Thorac. Das. 13, 2585–2589 (2021).
