Mitochondrien auf Hochtouren in Verbindung mit Glioblastomen

Mitochondrien, die oft als Kraftwerke der Zelle bezeichnet werden, tragen dazu bei, die Energie, die wir aus der Nahrung aufnehmen, in Energie umzuwandeln, die die Zelle nutzen kann. Mitochondrien sind auch an der Signalübertragung zwischen Zellen und dem Zelltod, der Wärmeproduktion und der Signalisierung von Kalzium beteiligt. Eine neue Studie von Krebsforschern des Vagelos College of Physicians and Surgeons und des Herbert Irving Comprehensive Cancer Center der Columbia University hat ergeben, dass bis zu 20 % der Glioblastome durch überaktive Mitochondrien angetrieben werden und möglicherweise mit Medikamenten behandelt werden können, die sich derzeit in der klinischen Erprobung befinden.

Ihre Studie wurde in Nature Cancer unter dem Titel „Pathway-based classification of glioblastoma uncovers a mitochondrial subtype with therapeutic vulnerabilities“ veröffentlicht.“

„Wir können diese klinischen Studien jetzt auf eine viel größere Gruppe von Patienten ausweiten, weil wir Patienten mit Mitochondrien-gesteuerten Tumoren identifizieren können, unabhängig von der zugrunde liegenden Genetik“, erklärte Dr. Antonio Iavarone, Professor für Neurologie, der die Studie zusammen mit Dr. Anna Lasorella, Professorin für Pädiatrie, leitete.

Das Glioblastom ist der häufigste primäre Hirntumor bei Erwachsenen. Die durchschnittliche Überlebenszeit für Menschen mit Glioblastom beträgt 15 Monate.

Die Studie ergab, dass alle Hirntumoren in eine von vier Gruppen fallen, einschließlich des mitochondrialen Subtyps.

Die Forscher gewannen neue Erkenntnisse darüber, was die einzelnen Subtypen und die Prognose für die Patienten bestimmt, indem sie die Hirntumoren anhand ihrer wichtigsten biologischen Merkmale klassifizierten. Sie charakterisierten die biologischen Eigenschaften von 17.367 einzelnen Zellen aus 36 verschiedenen Tumoren.

Auf der Grundlage dieser Daten entwickelten die Forscher einen rechnerischen Ansatz, um biologische Kernprozesse oder -wege in den Zellen zu identifizieren, anstatt wie üblich Gensignaturen zu ermitteln. „Auf diese Weise können wir jede einzelne Tumorzelle auf der Grundlage der tatsächlichen Biologie, die sie erhält, klassifizieren“, erklärte Iavarone.

„Bestehende Klassifizierungen für Hirntumore sind nicht informativ. Sie sagen nicht voraus, welche Behandlungen am besten wirken“, bemerkte Lasorella.

Die Forscher haben das Glioblastom in vier biologische Gruppen eingeteilt. Zwei davon fassen Funktionen zusammen, die im normalen Gehirn aktiv sind, entweder Stammzellen oder Neuronen. Zu den anderen beiden Gruppen gehören mitochondriale Tumoren und eine Gruppe von Tumoren mit mehreren Stoffwechselaktivitäten, die gegen die derzeitigen Therapien resistent sind.

„Wir sind begeistert von der mitochondrialen Gruppe, weil wir bereits Medikamente für diese Gruppe in klinischen Versuchen haben“, sagte Lasorella, „aber die Klassifizierung gibt uns jetzt Ideen, wie wir auf diese anderen drei Gruppen abzielen können, und wir beginnen, diese intensiver zu untersuchen.“

„Wir gehen über das Konzept „eine Mutation, ein Medikament“ hinaus“, sagte sie. „Manchmal ist es möglich, auf diese Weise eine Reaktion zu erzielen. Aber es ist an der Zeit, Tumore auf der Grundlage der Gemeinsamkeiten ihrer Kernbiologie anzugehen, die durch mehrere verschiedene genetische Kombinationen verursacht werden können.“

Lasorella und Iavarone wenden jetzt einen „Pan-Krebs“-Ansatz an, indem sie dieselben Techniken auf verschiedene aggressive Krebsarten anwenden, was zur Behandlung verschiedener mitochondrialer Krebsarten führen könnte.

„Wenn wir eine Klassifizierung auf der Grundlage der zentralen biologischen Aktivitäten der Zelle vornehmen, auf die alle Zellen angewiesen sind, um zu überleben und zu gedeihen, werden wir möglicherweise feststellen, dass Krebserkrankungen mehr Gemeinsamkeiten aufweisen, als dies bisher allein durch die Betrachtung ihrer Gene ersichtlich war“, schloss Lasorella.