Metabolomik zur Untersuchung kombinierter Krebstherapie

Brustkrebs ist die weltweit am häufigsten auftretende Krebsart bei Frauen. Rund 25% aller Krebsfälle bei Frauen betreffen das Brustgewebe, und die meisten dieser Tumore benötigen östrogen wirksame Substanzen um zu wachsen. Daher ist die Exposition gegenüber Östrogenen durch Lebensmittel oder die Umwelt ein potentieller Risikofaktor. Ziel des Forschungsprojektes Analyse des Metaboloms zur Untersuchung kombinierter Krebstherapie, ist es die molekularen Grundlagen eines neuartigen und vielversprechenden Anti-Krebs-Wirkstoffes (Palbociclib) detailiert zu untersuchen. In Zellkultur soll geklärt werden, warum dieser neue Wirkstoff in Kombination mit einem aktuellen Standard- Brustkrebs Medikament (Letrozol) synergistische Effekte zeigt. Des Weiteren sollen die Auswirkungen von östrogen wirksamen Substanzen, die in unserer Nahrung natürlich vorkommen, auf diese kombinierte Therapie näher untersucht werden. Um die molekulare Antwort von Brustkrebszellen auf die beiden Medikamente und Nahrungs-Östrogene zu messen, werden höchst innovative analytische Plattformen auf Grundlage der Massenspektrometrie angewandt. Diese sogenannten Metabolomik-Analysen ermöglichen es, hunderte oder sogar tausende verschiedenartige Moleküle in einer einzelnen Probe zu untersuchen. Dadurch erhält man direkten Einblick in den Stoffwechsel der Krebszellen und kann neue Erkenntnisse über relevante biochemische Zusammenhänge gewinnen. Eine neu entwickelte Metabolomik-Technologie, die sogenannte Globale Isotopen Metabolomik, wird im Rahmen dieses Projekts in der Krebsforschung zum ersten Mal eingesetzt. Die Projektergebnisse werden zu einemtieferen Verständnis des molekularen Wirkmechanismus der neuartigen kombinierten Behandlung von Brustkrebs führen. Weiters werden neue Erkenntnisse über den Einfluss von östrogen wirksamen Nahrungsinhaltsstoffen auf diese Therapie erwartet.

Brustkrebs ist die weltweit häufigste Krebsart bei Frauen und ein Großteil der Tumore des Brustgewebes benötigen östrogen wirksame Substanzen um zu wachsen. Daher ist die Exposition gegenüber Östrogenen durch Lebensmittel oder die Umwelt ein potentieller Risikofaktor. Im Rahmen des Projektes Metabolomik zur Untersuchung kombinierter Krebstherapie konnten die molekularen Grundlagen eines neuartigen und vielversprechenden Anti-Krebs-Wirkstoffes (Palbociclib) erstmals detailliert mit innovativen Methoden der Metabolome- Forschung untersucht werden. Um Tierversuche möglichst zu vermeiden, wurde in Zellkultur der Effekt dieses neuen Wirkstoffes alleine und in Kombination mit einem Standard Chemotherapeutikum (Letrozol) auf den Stoffwechsel untersucht. Durch die Anwendung modernster Technologien (hochauflösende Massenspektrometer und Cloud-basierte Datenauswertung) konnten die biochemischen Grundlagen dieser Therapie beschrieben werden. Die Ergebnisse der ungerichteten Metabolitenanalyse zeigten klar, dass es durch die Kombinationstherapie zu starken Veränderungen in den Aminosäurekonzentrationen kommt. Auch Metaboliten des zentralen Energiestoffwechsels sowie Lipide zeigten nach der Behandlung ein stark verändertes Muster. Des Weiteren konnten die Auswirkungen von östrogen wirksamen Substanzen, die in unserer Nahrung natürlich vorkommen, auf diese Therapie eingehend untersucht werden. Das Pflanzenhormon Genistein und das Pilzgift Zearalenone, die als Modellsubstanzen dienten, hatten beide einen signifikanten Effekt auf viele der Stoffwechselprodukte, die einen wichtig Angriffspunkt der getesteten Wirkstoffe darstellen. Die Projektergebnisse konnten daher zu einem tieferen Verständnis des molekularen Wirkmechanismus dieser neuartigen Behandlung von Brustkrebs beitragen. Zusätzlich wurden erstmals Erkenntnisse über den Einfluss von östrogen wirksamen Lebensmittelinhaltsstoffen auf diese Therapie generiert. Als langfristige Perspektive sollen die erzielten Ergebnisse einen Beitrag zur Entwicklung effektiverer Therapien dienen, sowie für Ernährungsempfehlungen während der Behandlung herangezogen werden.