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Krebszellen geben beim Wandern ganze DNA-Pakete ab
Zellwanderung mit Frachtverlust: Beim Bewegen schnüren Krebszellen an ihrem hinteren Ende ungewöhnlich große Bläschen ab, die Erbgut samt Mutationen enthalten. Diese sogenannten Motile Vesicles können im Labor den Energiestoffwechsel anderer Zellen beeinflussen. Ob sie tatsächlich an der Ausbreitung von Krebs beteiligt sind, ist noch ungeklärt.
Montreal (Kanada). Gefährlich wird Krebs vor allem dann, wenn Tumorzellen ihr Ursprungsgewebe verlassen und an anderen Orten neue Geschwülste bilden. Für diese Ausbreitung müssen sie beweglich werden und sich durch ihre Umgebung arbeiten.
Dabei geben Zellen auch winzige, von einer Membran umschlossene Bläschen an die Umgebung ab, sogenannte extrazelluläre Vesikel. Solche Partikel können Proteine, RNA und DNA transportieren, doch der Weg des Erbguts in diese Bläschen ist noch nicht vollständig geklärt.
Forscher des Research Institute of the McGill University Health Centre (RI-MUHC) um Prof. Julia V. Burnier haben jetzt einen bislang nicht beschriebenen Vesikeltyp entdeckt. Dazu untersuchten sie verschiedene Krebs- und Normalzelllinien mit Elektronenmikroskopie, Live-Aufnahmen sowie Analysen von Erbgut und Proteinen.
Die zwei bis fünf Mikrometer großen Gebilde entstehen an zurückweichenden Fortsätzen am hinteren Ende wandernder Zellen. Die als Motile Vesicles (MoVes) bezeichneten Bläschen werden somit unmittelbar bei der Zellbewegung abgeschnürt. In den Live-Aufnahmen blieben sie am Untergrund haften, frei schwimmende MoVes wurden nicht beobachtet.
Sequenzanalysen an MoVes aus einer Mäuse-Brustkrebszelllinie zeigten, dass ihre DNA das gesamte Genom der Ursprungszelle einschließlich charakteristischer Mutationen abbildet. In den Vesikeln fanden sich außerdem Zellbestandteile wie Mitochondrien, die für die Energieversorgung von Zellen wichtig sind.
Besonders bewegliche Krebszellen bildeten diese Vesikel, während sie bei den untersuchten nicht entarteten Zelltypen selten auftraten. Auch aggressive dreifach negative Brustkrebszellen gaben deutlich mehr MoVes ab als nicht tumorige Brustzellen.
Das Team prüfte außerdem, wie die sogenannte epithelial-mesenchymale Transition (EMT) die Abgabe beeinflusst. Bei diesem Umbau verlieren ursprünglich eng verbundene Zellen einen Teil ihres Zusammenhalts und werden beweglicher.
Als die EMT in nicht tumorigenen Brustepithelzellen künstlich ausgelöst wurde, nahm auch die MoVes-Produktion deutlich zu. Das spricht für einen engen Zusammenhang mit dem Bewegungsprogramm der Zellen, belegt aber nicht, dass die Bläschen selbst die Wanderung antreiben.
Die neue Vesikelklasse enthält neben DNA auch Mitochondrien mit nachweisbarem Membranpotenzial. Im Labor verbesserten Vesikelpräparate die Sauerstoff verbrauchende Energiegewinnung von Zellen, deren eigene Mitochondrien-DNA zuvor entfernt worden war.