Mechanismus entdeckt, der eine Immunantwort in Zellen mit geschädigter DNA auslöst

Ein Forschungsteam der University of California, Irvine, hat einen bisher unbekannten Mechanismus aufgedeckt, der eine entzündliche Immunantwort in Zellen auslöst, wenn deren DNA beschädigt ist. Diese Entdeckung vertieft das Verständnis einer neuen Art der Zellsignalisierung, die zu wirksameren Behandlungsmethoden gegen Krebs führen könnte.

Effektivere Krebsbehandlung

Die Studie, die online in der Zeitschrift Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht wurde, ergab, dass UV-Bestrahlung oder bestimmte Chemotherapeutika eine spezifische Reaktion auslösen, wenn Zellen zu stark geschädigt sind, um korrekt repariert zu werden, und so verhindern, dass sie krebsartig werden. Diese Entdeckung könnte erhebliche Auswirkungen auf die Krebsbehandlung haben“, sagte der korrespondierende Autor Rémi Buisson, außerordentlicher Professor für biologische Chemie an der UC Irvine. “Wenn wir verstehen, wie verschiedene Krebszellen auf DNA-Schäden reagieren, könnte dies zu maßgeschneiderten und wirksameren Therapien führen, die möglicherweise negative Nebenwirkungen reduzieren und die Lebensqualität der Patienten verbessern.“

Wissenschaftler wissen seit langem, dass das ATM-Enzym bei einem Bruch beider DNA-Stränge die Aktivierung des Proteins NF-κB innerhalb der Zelle auslöst, was zur Produktion von Entzündungssignalen führt. In dieser Studie, die von der Postdoktorandin Elodie Bournique geleitet und vom Doktoranden Ambrocio Sanchez unterstützt wurde, wurde gezeigt, dass das Enzym IRAK1 bei DNA-Schäden, die durch UV-Strahlung oder die Behandlung mit Chemotherapeutika wie Actinomycin D oder Camptothecin verursacht werden, NF-κB dazu veranlasst, Signale zur Rekrutierung von Immunzellen auszusenden.

Entwicklung personalisierter Therapien, die auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind

Die Teammitglieder entwickelten eine fortschrittliche Bildgebungsmethode, um zu analysieren, wie NF-κB auf zellulärer Ebene reguliert wird. Die Forscher konnten die Reaktion einer Zelle auf geschädigte DNA auf Einzelzellebene präzise messen und beobachteten einen neuen Weg zur Aktivierung von NF-κB. Sie fanden heraus, dass Zellen nach bestimmten Arten von Verletzungen das Protein IL-1α freisetzen. Es wirkt nicht auf die Zelle selbst, sondern wandert zu benachbarten Zellen, wo es das IRAK1-Protein auslöst, das dann die NF-κB-Entzündungsreaktion einleitet.

Diese Ergebnisse werden laut den Forschern helfen, die Folgen bestimmter Arten von Chemotherapeutika, die zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden und DNA-Schäden verursachen, besser zu verstehen. Sie haben herausgefunden, dass die Proteine IL-1α und IRAK1, die eine Rolle im Immunprozess spielen, sich je nach Krebsart deutlich unterscheiden. Dies deutet darauf hin, dass nicht alle Patienten gleich auf die Behandlung ansprechen werden. Durch die frühzeitige Bestimmung dieser Proteinspiegel könnten Ärzte in der Lage sein, Therapien zu personalisieren, die auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind, um die Erfolgsquote zu verbessern. Die Forscher werden ihre Arbeit fortsetzen, indem sie ihre Ergebnisse an Mausmodellen testen, denen bestimmte Faktoren fehlen, die an dem neuen Signalweg beteiligt sind.