Krebszellen verbreiten sich über ein Kupfer-bindendes protein

Forscher an der Chalmers University of Technology, Schweden, haben gezeigt, dass die Atox1 protein, gefunden in Brustkrebs-Zellen, beteiligt sich an den Prozess, durch den Krebszellen metastasieren. Das protein könnte somit ein potentieller biomarker für die Beurteilung der Aggressivität der Erkrankung, als auch als ein mögliches Ziel für neue Medikamente. Die Forschung wurde vor kurzem veröffentlicht in der Zeitschrift PNAS.

Brustkrebs ist die häufigste form von Krebs bei Frauen weltweit. Eine frühzeitige Diagnose und Behandlung sind entscheidend für die überlebensrate. Die meisten Todesfälle durch Brustkrebs durch Krebszellen verlassen den Primärtumor und metastasierende in andere Teile des Körpers, wie die Knochen, Leber oder Lunge. Aber die molekularen Mechanismen, die hinter, wie Krebszellen migrieren auf andere Teile des Körpers sind noch nicht verstanden.

Frühere Studien haben gezeigt, dass, wie bei anderen Krebsarten, Brustkrebs fällt mit höheren Niveaus des Kupfers im Blut und im tumor-Zellen, sondern die Verwendung dieser zusätzlichen Kupfer in der Krebs-Zellen ist nicht bekannt. Kupfer und andere Metall-Ionen in unserem Körper absorbiert werden und über die Nahrung und sind von entscheidender Bedeutung für viele biologische Funktionen, die in kleinen, kontrollierten Mengen. Freie Kupfer-Ionen sind giftig und somit alle Kupfer in unserem Körper ist an Proteine gebunden.

Forscher an der Chalmers University of Technology haben nun identifiziert ein Kupfer-bindendes protein, das deutlich beeinflusst breast cancer cell migration.

„Mit Hilfe einer Datenbank, die wir zunächst identifiziert all die verschiedenen Kupfer-bindende Proteine in Menschen und dann verglichen wir die Menge dieser Proteine in Krebszellen gesundes Gewebe. Atox1 war einer der Kupfer-bindende Proteine mit einer hohen Konzentration in Brustkrebs-Zellen“, sagt Pernilla Wittung-Stafshede, Professor für Chemische Biologie an der Chalmers.

Atox1 ist ein protein, das Kupfer Transporte zu anderen Proteinen in unseren Zellen, die es benötigen für enzymatische Funktionen. Die Chalmers-Forscher vor kurzem festgestellt, dass Atox1 stellte sich an der Vorderkante des beweglichen Krebs-Zellen, was darauf hinweist, dass das protein beteiligt sein können, in der Zelle Bewegung. Diese Beobachtung war der Ausgangspunkt für die jetzt veröffentlichte Studie.

Mithilfe der erweiterten live-cell video Mikroskopie konnten die Forscher nachvollziehen, wie sich das Muster der Bewegung von Hunderten von einzelnen Krebs-Zellen, mit und ohne die Anwesenheit von Atox1.

„Wir konnten nachweisen, dass die Zellen bewegten sich mit höheren Geschwindigkeiten und über längere Distanzen, wenn Atox1 anwesend war, im Vergleich zu den gleichen Arten von Zellen verschieben ohne das protein“, sagt Stéphanie Blockhuys, ein Postdoc-Forscher in der Chemischen Biologie an der Chalmers und ersten Autor von der Studie.

Weitere Experimente zeigten, dass Atox1 Laufwerke Zelle Bewegung durch die Stimulierung eine Reaktion-Kette bestehend aus einem anderen Kupfer-transport-protein—ATP7A und das Enzym lysyl-oxidase (LOX). Atox1 liefert Kupfer ATP7A, die wiederum liefert das Metall zu LOX. LOX benötigt Kupfer, um zu funktionieren, und es ist bereits bekannt, dass LOX beteiligt ist, in der extrazellulären Abläufe, die Brust-Krebs Zell-Bewegung.

„Wenn Atox1 in der Krebs-Zellen reduziert war, fanden wir LOX-Aktivität vermindert werden. So scheint es, dass ohne Atox1, LOX nicht empfangen die Kupfer-erforderlich für die Zell-migration“, sagt Stéphanie Blockhuys.

Parallel dazu werden die Forscher analysierten eine Datenbank der gemeldeten Atox1 transcript levels in 1904 verschiedene Brustkrebs-Patientinnen, zusammen mit überlebenszeiten. Sie fanden heraus, dass Patienten mit Tumoren mit hoher Atox1 Ebenen drastisch niedrigeren überlebenszeiten. Sie folgern deshalb, dass der Mechanismus identifizierten Sie in Ihrer Zelle-Kultur-Experimente scheint eine Rolle zu spielen in der Entwicklung der Krankheit bei Patienten

Dies zeigt, dass Atox1 könnte ein biomarker für die Beurteilung, wie aggressiv ein Brustkrebs ist. Solche Informationen könnten beispielsweise verwendet werden, um zu bestimmen, wenn die Behandlung zu entfernen, Kupfer aus dem Körper angebracht sein könnte. Atox1 könnte auch ein Ziel für die Drogen zum blockieren der Bildung von Metastasen und damit zur Erhöhung der Standzeiten.

„Was wir gefunden haben, könnte wichtig sein für alle Arten von Krebs. Wie Krebszellen sich bewegen, ist ein grundlegender Prozess, die wir verstehen immer noch nicht gut genug“, sagt Pernilla Wittung-Stafshede.