Weniger als 1 Prozent der Krebserkrankungen beginnen im Herzen, und Krankheiten, die anderswo beginnen, breiten sich selten auf das blutpumpende Organ aus. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass mechanische Kraft eine schützende Rolle spielen könnte
Lungenkrebszellen, dargestellt in Grün, wachsen im Herzen einer Maus
Krebs kann überall im menschlichen Körper auftreten, kommt aber selten im Herzen vor – ein Rätsel, das Wissenschaftler seit langem vor ein Rätsel stellt.
Nun könnte eine neue Studie an Mäusen herausgefunden haben, warum: Die mechanische Kraft eines schlagenden Herzens scheint eine Umgebung zu schaffen, die für Krebs unwirtlich ist. Die Ergebnisse wurden am 23. April in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftkönnte Forschern dabei helfen, neue Therapien für die Krankheit zu entwickeln, die auf mechanischer Stimulation beruhen.
Die American Cancer Society schätzt, dass in diesem Jahr in den Vereinigten Staaten mehr als zwei Millionen Krebsfälle diagnostiziert werden, aber weniger als 1 Prozent davon werden Weichteilkrebs, einschließlich des Herzens, sein. Tumoren, die im blutpumpenden Organ beginnen, wurden bei weniger als 1 Prozent der Autopsien gefunden, und nur 10 Prozent der Krebsfälle, die an anderen Orten beginnen, breiten sich auf das Herz aus, heißt es in einem Leitartikel aus dem Jahr 2020 Zeitschrift der American Heart Association.
„Es ist interessant, dass (Krebs) im Herzen nicht so häufig auftritt. Die Menschen waren sich nicht wirklich sicher, warum genau, aber wir haben es einfach akzeptiert“, sagt Michael Fradley, ein Kardiologe bei Penn Medicine, der nicht an der Studie beteiligt war, zu Anil Oza STAT. „Was diesen Artikel wirklich faszinierend macht, ist, dass sie einen möglichen Mechanismus zur Erklärung dieses Phänomens bereitgestellt haben.“
Das Herz von Säugetieren ist seltsamerweise auch nicht in der Lage, Zellen zu regenerieren, da es kurz nach der Geburt aufhört, sich zu teilen. Um herauszufinden, ob diese Beobachtung mit der Unfähigkeit von Tumorzellen zusammenhängt, im Organ zu wachsen, wandten sich die Forscher hinter der neuen Studie an Mäuse.
Diese Tiere wurden so verändert, dass eine ihrer Herzkammern kein Blut pumpte. Die Forscher fügten dem Hals jeder Maus ein Spenderherz hinzu und schlossen es an das Kreislaufsystem an, damit es die Aufgaben der nicht funktionierenden „nativen“ Herzkammer übernehmen konnte. Das zweite Herz stand unter geringerer mechanischer Belastung als das native Herz.
Anschließend injizierten die Forscher Krebszellen in beide Herzen. Die Analyse ergab, dass sich die Krankheit innerhalb von zwei Wochen in den meisten analysierten Zellen der transplantierten Herzen ausbreitete. Im gleichen Zeitraum befiel der Krebs selten mehr als 20 Prozent des untersuchten Gewebes in den natürlichen Herzen.
Das Team bestätigte die Rolle des Herzschlags mithilfe von künstlich hergestelltem Herzgewebe aus Rattenzellen. Injizierte Krebszellen wuchsen in künstlichem Gewebe, das wie ein normales Herz schlug, besser als in stillem Gewebe.
Wussten Sie? Fast vier von zehn neuen Krebsfällen könnten vermeidbar sein
In einer Anfang des Jahres veröffentlichten Analyse stellte die Weltgesundheitsorganisation fest, dass 37 Prozent der weltweiten Krebsdiagnosen im Jahr 2022 mit vermeidbaren Ursachen in Zusammenhang standen, darunter Tabakrauchen, Infektionen und Alkoholkonsum.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Pulsschlag des Herzens nicht nur eine physiologische Funktion ist, sondern als natürlicher Unterdrücker des Tumorwachstums wirken kann“, sagt Studienmitautorin Serena Zacchigna, klinische Wissenschaftlerin an der Universität Triest in Italien, in einer Erklärung. „Dies deutet darauf hin, dass die Umgebung des Herzens für Krebszellen nicht nur aus immunologischen oder metabolischen Gründen ungünstig ist, sondern auch, weil ihre kontinuierliche mechanische Aktivität ihre Ausbreitung physikalisch einschränkt.“
Darüber hinaus fanden Zacchigna und ihre Kollegen heraus, dass mechanischer Stress in Krebszellen ein Protein namens Nesprin-2 fördert, das die DNA als Reaktion auf einen äußeren Faktor verändern kann. Dies wird als epigenetischer Mechanismus bezeichnet. Durch das Ausschalten von Nesprin-2 in Krebszellen konnten diese wachsen und sich in schlagenden Herzen ausbreiten.
„Was wirklich auffällt, ist der Zusammenhang, den sie zwischen mechanischer Belastung und epigenetischer Regulierung herstellen. Sie zeigen, dass diese physikalischen Kräfte die Genexpression in Krebszellen direkt verändern können, was ein wirkungsvolles Konzept ist, das über die Kardiologie hinausgeht“, sagt Javid Moslehi, ein Kardiologe an der University of California in San Francisco, der nicht an der Studie beteiligt war STAT.
Jetzt untersucht das Forschungsteam, ob die mechanischen Kräfte des Herzens an anderer Stelle im Körper, wie der Haut und der Brust, reproduziert werden könnten, um das Tumorwachstum über das blutpumpende Organ hinaus zu verhindern, erklärt Zacchigna gegenüber Rachel Fieldhouse Natur. Sie untersuchen auch, ob Krankheiten, die das Herz zusätzlich belasten, wie etwa Bluthochdruck, zum Schutz vor Krebs beitragen könnten.
