Während der Krebstherapie entwickeln Krebszellen oft Resistenzen gegenüber Chemotherapeutika. Ein internationales Forschungsteam untersucht nun einen Mechanismus, der neue Strategien gegen jene Tumore eröffnet. Es handelt sich um eine spezielle Art des Zelltodes - die Ferroptose - bei der gewisse Membran-Lipide eine zentrale Rolle spielen. Führend beteiligt ist Andreas Koeberle vom Grazer Institut für Pharmazeutische Wissenschaften, teilte die Uni Graz am Dienstag mit.

Seit dem vergangenen Herbst ist der Biochemiker Koeberle Leiter der Sektion Pharmakognosie an der Universität Graz. Ziel seiner Forschung ist die Entwicklung neuartiger Therapiestrategien durch die Erforschung der Wirkmechanismen pflanzlicher Wirkstoffe, insbesondere im Zusammenhang mit entzündlichen Erkrankungen, Fettstoffwechsel und Krebs. Speziell interessieren ihn Angriffspunkte in Lipid-Signalwegen und Lipidmediatoren, die gezielt Entzündungen auslösen oder aber auch stoppen können. Bereits in Innsbruck hat sein Team Heilpflanzen im Hinblick auf ihre Wirkung auf Lipidmediatoren untersucht und beispielsweise einen Wirkstoff gefunden, der entzündungsfördernde Lipidmediatoren hemmen und gleichzeitig entzündungslösende Lipidmediatoren hochregulieren kann.

Zelltod-Mechanismus und Lipidfunktionen unter der Lupe

Membranlipide spielen aber auch bei der Ferroptose - ein relativ neu entdeckter Weg des Zelltodes, der noch nicht gänzlich verstanden ist - eine Rolle. Anders als bei dem schon lange bekannten Zelltod durch Apoptose nimmt die Zelle bei der Ferroptose größere Mengen an Eisen auf, die Membranen werden löchrig und die Zelle stirbt. Aus diesem Grund wird dieser Vorgang auch "Eisentod" genannt. Nun versucht man den detaillierten Ablauf dieser Form des Zelltodes besser zu verstehen. Und man sucht nach Wirkstoffen, die die Ferroptose auslösen können, denn das könnte vor allem bei chemoresistenten Tumoren ein wichtiger Angriffspunkt sein.

Beim Erforschen der Wirkung verschiedener zytotoxischer - also zellschädigender - Naturstoffe auf Tumorzellen hat Koeberle nun einen Mechanismus entdeckt, der im Falle der Therapie-Resistenzen neue Wege aufzeigen könnte. "Zytotoxische Wirkstoffe aus der Natur führen zu einer verstärkten Einlagerung mehrfach ungesättigter Fettsäuren in die Membran von Krebszellen. Das macht sie bereits in einem sehr frühen Stadium anfälliger für die Ferroptose", erklärte der Wissenschafter die jüngste Erkenntnis. Koeberle hat die gemeinsam mit seinen Kollegen aus u. a. Innsbruck, Hamburg, Jena und Salzburg erzielten Forschungsergebnisse nun als Hauptautor im Wissenschaftsjournal "Nature Communications" veröffentlicht.

"Kommen die Krebszellen mit dem Wirkstoff in Kontakt, zeigen sie eine Stressreaktion", betonte der Experte aus Graz. Die mehrfach ungesättigten Fettsäuren würden in diesem sehr frühen Stadium durch verringerte Wachstumssignale in die Membran eingelagert, wie die Wissenschafter anhand ihrer Versuche an Krebszellen herausfanden. "Der Mechanismus scheint universell zu gelten. Das heißt, er lässt sich bei allen untersuchten Krebszellen und den meisten zytotoxischen Wirkstoffen beobachten", wie Koeberle festhielt. Laut den Forschern bilden die jüngsten Erkenntnisse eine Grundlage für die weitere systematische Erforschung der durch die Wirkstoffe ausgelösten Membranveränderung aus, die sich nutzen lassen könnte.

Service: Attenuated growth factor signaling during cell death initiation sensitizes membranes towards peroxidation, "Nature Communications", DOI: 10.1038/s41467-025-56711-2