Im Gegensatz zu anderen Organen wird das Herz nur selten von Krebs befallen. Ein Forscherteam unter italienischer Leitung hat jetzt herausgefunden, woran das liegen könnte.
Unser Herz ist ein ganz besonderes Organ: Viele Tausende Mal am Tag pumpt es Blut durch unseren Körper und hält uns am Leben. Auch die Lunge und andere Organe arbeiten rund um die Uhr, aber es gibt einen entscheidenden Unterschied: Nur im Herz entsteht fast niemals Krebs. Ganz selten kommt es im Herzen zu kleinen Metastasen von Krebs in anderen Teilen des Körpers.
Jetzt kann ein Forscherteam unter italienischer Leitung erstmals erklären, warum das so ist. Die Studie ist gerade im Fachblatt Science erschienen.
Unser Herz ist ständig in Bewegung
Warum können Tumorzellen im Herz so schlecht wachsen – diese Frage beschäftigt die Forschung schon lange. Das Forschungsteam aus Triest hatte eine plausible Vermutung, sagt Professor Thomas Eschenhagen, Leiter des Zentrums für Experimentelle Medizin am Uniklinikum Hamburg. “Wenn Sie im Bett liegen, sind Ihre Skelettmuskeln weitgehend entspannt – das Herz kann sich nie entspannen, weil das nicht mit dem Leben vereinbar wäre. Es muss die ganze Zeit kontrahieren”, erklärt der Herzforscher. Deshalb sei es naheliegend gewesen, dass es etwas damit zu tun haben könnte, dass das Herz die ganze Zeit unter Druck ist.
Weniger Tumorzellen in schlagenden Herzen
Um diese These zu prüfen, haben Serena Zacchigna und ihr Team am Internationalen Gentechnikzentrum ICGEB im italienischen Triest eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Thomas Eschenhagen hat die Gruppe mit technischem Know-how unterstützt, war aber selbst nicht aktiv an der Studie beteiligt.
Bei einer wichtigen Versuchsreihe haben Zacchigna und ihre Kollegen Mäusen ein zweites Herz transplantiert: “Man nimmt also ein zweites Herz und pflanzt das einer Ratte oder einer Maus irgendwo anders im Körper ein, dass es zwar durchblutet wird, aber keine richtige Pumpfunktion übernimmt”, erklärt Eschenhagen. Dann habe man Tumorzellen gespritzt und festgestellt, “dass das tatsächlich in dem normal schlagenden Herzen kaum und in diesem nicht schlagenden Herzen ganz starke Tumorbildung induziert hat. Praktisch das ganze Herz ist eingenommen worden durch diese Tumorzellen.”
Hintergrund: Tierversuche
Tierversuche sind vor allem in der medizinischen und der Grundlagenforschung gängige Praxis. In der EU dürfen sie allerdings nur durchgeführt werden, wenn es keine wissenschaftlich zufriedenstellenden Alternativmethoden gibt. Tierversuche sind ethisch umstritten und werden mit Blick auf den Schutz von Tieren gegenüber dem Nutzen für die Wissenschaft immer wieder diskutiert. Daher gibt es vermehrt Forschung an alternativen Methoden. In Deutschland sind die konkreten Voraussetzungen für die Genehmigung und Durchführung von Tierversuchen im Tierschutzgesetz und in der Tierschutz-Versuchstierverordnung geregelt.
Quellen: Europäische Richtlinie 2010/63/EU, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat
Pumpbewegung und Druck bremsen Tumorwachstum
Damit war klar, dass die ständige Pumpbewegung das Tumorwachstum stoppt – ein ruhendes Herz dagegen wird anfällig für Krebs. Aber woran liegt das genau? Welcher Teil der mechanischen Belastung ist für Krebszellen besonders unangenehm? Auch das konnte die Forschungsgruppe klären. Und zwar mithilfe von gezüchtetem Herzgewebe. Das lässt sich im Labor gut untersuchen – und man kann genau schauen, wie Tumorzellen auf Dehnung oder Druck der Gewebestreifen reagieren.
Dabei zeigte sich: Druck ist der entscheidende Faktor, der das Tumorwachstum bremst. Deshalb kommt es in der Lunge, anders als im Herzen, häufig zu Krebs, erklärt Thomas Eschenhagen. “Es geht offenbar nicht um jede Art von mechanischer Belastung. Und vor allem geht es nicht um Dehnung, sondern es geht um Kompression.” Bei der Lunge passiere das Gegenteil, so der Forscher. “Das Zwerchfell und die Rippen erzeugen einen Unterdruck, damit die Luft in die Lungen reinfließt. Also es ist immer ein Wechsel zwischen Unterdruck und normalem Druck, aber nicht Überdruck.”
Forschung könnte bei Entwicklung neuer Krebstherapien helfen
Die Forschenden konnten auch zeigen, welche Proteine und Prozesse dabei eine Schlüsselrolle spielen. Ob sich die Erkenntnisse eines Tages auch für neue Krebstherapien nutzen lassen, ist noch offen. Das Forschungsteam aus Triest hat an Mäusen bereits erste Versuche durchgeführt, Tumore mit mechanischem Druck zu bekämpfen.
Das wäre laut Herzforscher Eschenhagen “bei solchen Tumoren in der Peripherie, wo man drankommt, tatsächlich eine denkbare Möglichkeit, dass man diese kompressiven Kräfte erhöht.” Wie realistisch das sei, könne er nicht sagen. “Aber das schränkt,finde ich, den Wert dieser Arbeit nicht ein. Wir haben was verstanden, was ein grundsätzliches Prinzip in der Natur zu sein scheint. Und das ist schonmal wichtig genug.”
