Tumor tracks stammen möglicherweise von Blutgefäßen ab
Vor knapp 10 Jahren machten Forschende erstmals die Beobachtung, dass Tumore verschiedener Krebsarten wie
Darmkrebs,
Brustkrebs oder
schwarzer Hautkrebs Kanäle aufweisen, die von der Oberfläche ins Innere des Zellhaufens führen. Doch wie diese Kanäle entstehen und welche Funktionen sie ausüben, blieb lange im Verborgenen. Nun haben die Forschungsgruppen um Viola Vogel, Professorin für angewandte Mechanobiologie an der ETH Zürich, und um Gertraud Orend von der Université Strasbourg mit aufwändigen und detaillierten Untersuchungen mögliche Antworten auf diese Fragen gefunden: Vieles deutet darauf hin, dass die als tumor tracks bezeichneten Kanäle von Blutgefäßen abstammen.
Veränderte Blutgefäße werden mit Proteinfasern ausgefüllt
Zu Beginn versorgen Blutgefäße den rasch wachsenden Zellhaufen mit Zucker und Sauerstoff. Doch dann durchlaufen die Gefäße einen Prozess, während dem sie ihre ursprüngliche bluttransportierende Funktion verlieren, weil sich die Gefäßwand verändert und sich der Gefäßhohlraum allmählich ausfüllt. Das Füllmaterial besteht vor allem aus Zellen und neu gemachten Proteinfasern, die zur extrazellulären Matrix gehören. Neben Kollagenfasern finden sich auch Fasern aus Fibronektin. Sie sind an Wachstumsprozessen beteiligt, die sich überwiegend während der Embryonalentwicklung oder der Wundheilung abspielen.
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Proteinfasern halten Immunzellen fest, die das Tumorwachstum fördern
In den in Tumorkanäle umgewandelten Blutgefäßen sind die Fasern in der Lage, Immunzellen festzuhalten, wie die Forschenden in ihrem Fachbeitrag aufzeigen. Denn die Zellen strecken sich entlang der Kanäle und haften an losen Fibronektin-Fasern. „In dieser langgezogenen Form beteiligen sich die Immunzellen nicht am Abwehrkampf, sondern unterstützen Heilungsprozesse“, sagt Vogel. Anstatt sich gegen die Tumorzellen zu richten, scheiden die Immunzellen wachstumsfördernde Moleküle aus – und helfen so den Krebszellen, sich zu vermehren.
Gewebespannung spielt eine bisher unbekannte Rolle bei der Tumor-Entwicklung
Offenbar spielt die von der extrazellulären Matrix vermittelte Gewebespannung eine wichtige und bisher nicht bekannte Rolle in der Entwicklung eines Tumors, denn die Fibronektin-Fasern sind im gesunden Gewebe stark gestreckt – und nur im Tumorgewebe schlaff. In dieser lockeren, entspannten Form, umgeben von transformierten Gefäßwänden, schaffen die Fibronektin-Fasern offenbar eine Nische, in der die Krebszellen ungestört wachsen können. Bisher seien meist die Zellen im Fokus der Krebsforschung gestanden, meint Vogel. „Die extrazelluläre Matrix wurde vernachlässigt.“ Dadurch blieb unentdeckt, wie die Umgebung Zellfunktionen steuert. „Aber wenn man verstehen will, wie eine Spinne funktioniert, muss man auch ihr Netz berücksichtigen“, sagt die Biophysikerin.
(1) Fonta CM et al. Infiltrating, CD8+ T cells and M2 macrophages are retained in tumor matrix tracks enriched in low tension fibronectin fibers. Matrix Biology 116: 1-27. doi: 10.1016/j.matbio.2023.01.002.
