Max-Plank-Institut – Zusammenhang zwischen Brustkrebs und Knochenwachstum entdeckt

(Abbildung: Dargestellt ist das Knochenwachstum über fluoreszierende Linien (grün dargestellt); Methode: Dynamische Histomorphometrie ©Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung)

(Potsdam) Ein Forscherteam bestehend aus Materialwissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für
Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) und Biologen der Cornell University, USA hat entdeckt,
dass Knochen als Reaktion auf bestimmte Signalmoleküle von Brusttumoren wachsen können.
Möglicherweise ist das ein Abwehrmechanismus gegen Knochenmetastasen. Diese Studienergebnisse
könnten zukünftig diagnostische Tests und therapeutische Brustkrebsbehandlungen beeinflussen.


Mammakarzinome stellen die häufigste Krebserkrankung bei Frauen dar und Knochen bilden ein Hauptziel
für Brustkrebsmetastasen. Welche Mechanismen die Entstehung von Knochenmetastasen fördern, ist
bislang wenig erforscht. Bekannt ist, dass Tumorzellen verschiedene Signalmoleküle aussenden und somit
Organe für die Ausbreitung von Krebs anfällig machen. Bekannt ist auch, dass Brustkrebs mit
Knochenmetastasen Knochenabbau verursacht, da metastatische Tumoren knochenabbauende Zellen
aktivieren und knochenbildende Zellen hemmen.


Unter der Leitung von Prof. Dr. Peter Fratzl machten die Potsdamer Materialwissenschaftler eine
überraschend gegenteilige Entdeckung: „Wir stellten an einem von der Cornell Universität entwickelten
Tiermodell fest, dass in einem frühen Stadium Knochen schneller wachsen, wenn sie Signalmolekülen des
Tumors ausgesetzt sind. Dies geschieht, indem mehr Schichten mineralisierten Gewebes in kurzer Zeit
hinzugefügt werden,“ sagt Peter Fratzl, Direktor der Abteilung Biomaterialien am MPIKG. Diese
Beobachtung könnte möglicherweise ein Abwehrmechanismus des Körpers sein, der eine
Metastasenbildung zu verhindern versucht. Ein solcher Schutzmechanismus könnte Anwendung in der
Diagnostik sowie in der Entwicklung therapeutischer Behandlungen finden. „Insgesamt zeigt diese
interdisziplinäre Studie, wie dringend ingenieurwissenschaftliche und physikalische Ansätze benötigt
werden, um die Vielzahl an Veränderungen zu verstehen, die Tumoren im Organismus einbringen,“
ergänzt Prof. Dr. Claudia Fischbach, Co-Direktorin des Cornell Center on the Physics of Cancer Metabolism,
New York.


Die Methode
Für ihre Untersuchungen von Struktur und Zusammensetzung der Mikroumgebung des Knochens setzte
das Potsdamer Forscherteam eine Reihe hochauflösender bildgebender Verfahren ein:
Mikrocomputertomographie zur Untersuchung der Knochenarchitektur, Raman Imaging zum Scannen
der chemischen Knochenspektren, Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) zum Aufdecken der
mineralischen Knocheneigenschaften. Hauptsächlich kam das Verfahren der dynamischen
Histomorphometrie zum Einsatz, bei dem fluoreszierende Farbstoffe in verschiedenen Intervallen in den
Knochen eingebracht werden. Dadurch werden Zeitstempel erzeugt, die die Geschwindigkeit der
Knochenbildung zeigen.

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