Nun hat ein Forscherteam aus Heidelberg und Mannheim unter der Leitung von Prof. Dr. Hellmut Augustin gemeinsam mit Kollegen vom University College London die Eigenschaften dieser metastatischen Nische näher untersucht. Dazu wurde der Primärtumor von Mäusen operativ entfernt, sodass danach die Entstehung von Metastasen in Abwesenheit des Primärtumors beobachtet werden konnte. „Durch diesen Eingriff konnten wir erstmals unterscheiden, welche Eigenschaften der metastatischen Nische vom weit entfernten Primärtumor gesteuert und welche lokal reguliert werden“, erklärt Hellmut Augustin und ergänzt: „Wesentlich ist auch, dass wir damit im experimentellen System die Situation von Tumorpatienten nach der Operation nachstellen konnten.“
Mit besonderem Fokus auf die Lunge führten die Forscher globale Genexpressionsanalysen der metastatischen Nische durch. Es zeigte sich, dass die Endothelzellen, die das Innere der Blutgefäße auskleiden, in Anwesenheit eines Primärtumors das Protein LRG1 (Leucine-rich alpha-2-glycoprotein 1) in großen Mengen produzieren. „Die Blutgefäße bildeten LRG1 ausschließlich in Gegenwart des Primärtumors, was das Wachstum von nahegelegenen Bindegewebszellen in der Lunge stimuliert. Dadurch entsteht eine das Wachstum von Tumorzellen fördernde Mikroumgebung („Nische“), in der sich zirkulierende Tumorzellen niederlassen und zur Lungenmetastase auswachsen können“, sagt DKFZ-Forscher Mahak Singhal, Erstautor der aktuellen Studie. „Damit haben wir erstmals bewiesen, dass die metastasenfördernde Wirkung der Nische über weite Entfernung durch den Primärtumor ausgelöst wird.“ Werden die Metastasen groß genug, wirken sie selbst wie ein Primärtumor und fördern erneut die Bildung von LRG1.
Es zeigte sich, dass LRG1 von Endothelzellen im gesamten Körper gebildet und in die Zirkulation abgegeben wurde, so konnte es in Blutproben nachgewiesen werden. „Wir können nun zum einen das von den Endothelzellen produzierte LRG1 als Biomarker nachweisen, der auf einen metastasierenden Tumor hindeutet. Darüber hinaus wollen wir LRG1 als Zielstruktur für neue Therapieansätze validieren, die möglicherweise die metastatische Ausbreitung von Tumoren aufhalten können“, fasst Studienleiter Hellmut Augustin die aktuellen Ergebnisse zusammen.
Den Forschern gelang es, das metastatische Wachstum von Brust- und Lungentumoren zu verlangsamen, indem sie das Schlüsselmolekül LRG1 mit einem Antikörper blockierten.