Eine Gruppe natürlicher Verbindungen, die wegen ihres Anti‑Aging‑Potenzials Aufmerksamkeit erregt hat, hat eine dunkle Seite. Neue Forschungsergebnisse zeigen, wie eine Familie von Chemikalien, die Polyamine genannt wird, das Wachstum von Krebszellen beschleunigt. Unter der Leitung eines Teams der Tokyo University of Science in Japan bietet die Studie einige bedeutende neue Einblicke sowohl für die Krebsbehandlungsforschung als auch für die Entwicklung von Anti‑Aging‑Therapien.
Polyamine sind essentielle Moleküle, die in allen lebenden Zellen vorkommen. Dazu gehören Verbindungen mit farbenfrohen Namen wie Spermidin und Putrescin, und sie regulieren Prozesse, die mit Zellwachstum und Proteinsynthese zu tun haben.
Frühere Studien, die an Tiermodellen durchgeführt wurden, haben Spermidin mit verbesserten Lebensspannen, besserer Gesundheit und reduzierter altersbedingter Gedächtnisverlust in Verbindung gebracht. Man findet es auch in zahlreichen frei verkäuflichen Nahrungsergänzungsmitteln, die Gesundheit und Wohlbefinden fördern.
Allerdings haben Forscher Spermidin und die anderen Polyamine auch mit der Ausbreitung von Krebs in Verbindung gebracht. Das Ziel dieser neuen Studie war es, diese Beziehung und die spezifischen biologischen Veränderungen, die auftreten könnten, genauer zu betrachten – insbesondere wie Krebszellen Zucker verbrennen, ohne Sauerstoff zu verwenden, selbst wenn ausreichend Sauerstoff vorhanden ist.
„Veränderungen im Polyamin‑Stoffwechsel korrelieren mit verschiedenen Pathologien, einschließlich Krebs und altersbedingten Erkrankungen“, schreiben die Forscher in ihrem veröffentlichten Papier.
„Wie Polyamine jedoch direkt Gene modulieren, die den Krebsfortschritt beeinflussen, insbesondere das aerobe glykolyseabhängige Zellwachstum, bleibt unklar.“
Die Forscher verwendeten Zellkulturen von Gebärmutterhals‑ und Brustkrebszellen, um zu untersuchen, wie krebsartige Gewebe auf verschiedene Änderungen und Modifikationen reagierten, einschließlich der Auswirkungen auf ein Paar von Proteinen namens eIF5A1 und eIF5A2.
Obwohl diese beiden Proteine grundsätzlich sehr ähnlich sind und fast identische Aminosäuresequenzen teilen, wurde eIF5A1 als entscheidend für gesunde Zellen identifiziert, während eIF5A2 als wichtig für Krebswachstum und -entwicklung angesehen wird.
Da Polyamine die Produktion dieser beiden Proteine beeinflussen, vermuteten die Forscher, dass die Proteine hinter Spermidins doppelter Rolle als sowohl Anti‑Aging‑Verbindung als auch Krebsförderer stehen könnten.
Durch den Einsatz von Medikamenten und genetischer Bearbeitung wurden die Polyaminspiegel und diese beiden Proteine in den Krebszellen im Labor verändert.
Das Verhalten der Zellen zeigte, dass Polyamine Krebszellen in Richtung eines aeroben Glykolyse‑Modus drängen (Krebs‘ Lieblingsweise, Wachstum zu „betanken“) und die Spiegel des eIF5A2‑Proteins erhöhen – hauptsächlich indem sie eine natürliche „Bremse“ bei seiner Produktion in Form eines RNA‑Moleküls namens miR‑6514‑5p entfernen.
Das Entfernen von Polyaminen oder eIF5A2 aus den Zellen reduzierte das Wachstum der Krebszellen erheblich, während die Rückgabe von Spermidin die Ausbreitung des Krebses wiederherstellte. Das ist ein starkes Indiz dafür, dass Spermidin eine entscheidende Rolle bei der Tumorproliferation spielen könnte.
„Die biologische Aktivität von Polyaminen über eIF5A unterscheidet sich zwischen normalen und krebsartigen Geweben“, sagt Biochemiker Kyohei Higashi von der Tokyo University of Science.
„In normalen Geweben aktiviert eIF5A1, das durch Polyamine aktiviert wird, die Mitochondrien über Autophagie, während in krebsartigen Geweben eIF5A2, dessen Synthese durch Polyamine gefördert wird, die Genexpression auf translationaler Ebene steuert, um die Proliferation von Krebszellen zu erleichtern.“
Diese Forschung geht lange nicht so weit zu sagen, dass Spermidin und Polyamine im Allgemeinen Krebs verursachen. Vielmehr zeigt sie, dass, wenn Krebs bereits durch eine biologische Fehlfunktion begonnen hat, die Krebszellen die Vorteile der Polyamine kapern können, um weiter zu überleben und sich auszubreiten.
Die zusätzlichen Details über die Rollen von eIF5A2 und miR‑6514‑5p geben Forschern die Möglichkeit, neue Behandlungsziele zu testen. Es ist möglich, dass mit einigen durch Medikamente induzierten Änderungen dieser Proteine und Moleküle die Mechanismen, auf die der Krebs angewiesen ist, gestört werden könnten.