Körperzellen versuchen zu flüchten, wenn sie im Gedränge vieler Zellen „eingekesselt“ werden. Ein Wissenschaftler der St. Anna Kinderkrebsforschung hat nun gemeinsam mit Kollegen entdeckt, dass der Zellkern diese Art „Fluchtreflex“ auslöst. Dieser wird aktiv, sobald der von außen ausgeübte Druck den Zellkern zu sehr komprimiert.
Wenn Zellen so stark zusammengedrückt werden, dass der Kern physisch deformiert wird, entfalten sich die Kernmembranen und dehnen sich aus. Diese Veränderungen werden von spezialisierten Proteinen erkannt und aktivieren die zelluläre Kontraktion. Diese Fähigkeit, kontraktile Kräfte zu entwickeln, hilft der Zelle, sich in einem „Fluchtreflex“-Mechanismus aus ihrer komprimierenden Mikroumgebung herauszudrücken. Der Zellkern funktioniert dabei als „Messregler“ und benutzt die Ca2+-abhängige Phospholipase als Signalmolekül um weitere Prozesse in Gang zu setzen. Erstautor Dr. Alexis Lomakin: „Basierend auf unseren Daten könnte die Herunterregulierung der cPLA2-Aktivität in Tumorzellen deren Fähigkeit beeinträchtigen, dem Primärtumor zu entkommen und an entfernte Stellen zu metastasieren – indem es die Produktion von Arachidonsäure (ARA) verhindert, was sich in der Folge auf die Zellwanderung, das Wachstum und das Überleben der Zellen auswirkt.“
Zellen können ARA jedoch auch aus ihrer Umgebung gewinnen. Die westliche Ernährung ist eine potente Quelle für Omega-6-Fettsäuren wie ARA. Eine Einschränkung der Fettzufuhr und die Aufnahme von Omega-3- anstelle von Omega-6-Fettsäuren könnte mit cPLA2-Inhibitoren synergistisch wirken, um das Entkommen von Tumorzellen einzuschränken.
Die Messung starker Kerndeformationen könnte auch dazu benutzt werden, um das Metastasierungspotenzial und die Resistenz gegen Chemo- und Immuntherapie vorhersagen.
Referenzen:
St. Anna Kinderkrebsforschung; King’s College London; Institute Curie Paris; ETH Zürich Basel
The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints; Science 2020; DOI: 10.1126/science.aba2894 https://science.sciencemag.org/content/370/6514/eaba2894
