Neu identifizierte Stammzellen können Brustkrebs in die Wirbelsäule locken.

Wenn Brustkrebs sich ausbreitet, zielt er oft auf die Wirbelsäule. Jetzt haben Wissenschaftler möglicherweise endlich herausgefunden, warum.

Ein neu entdeckter Typ von Stammzellen treibt Krebszellen in die Knochen der Wirbelkörper, berichten der Pathologe Matthew Greenblatt vom Weill Cornell Medicine in New York City und seine Kollegen am 13. September in Nature. Die Entdeckung erklärt ein langjähriges Mysterium der Metastasierung: warum sich einige Krebsarten von ihrem Ursprungsort lösen, durch den Blutkreislauf reisen und sich in der Wirbelsäule ansiedeln.

"Dies ist ein großer Fortschritt in unserem Verständnis von Knochenmetastasen", sagt Xiang Zhang, ein Krebsbiologe am Baylor College of Medicine in Houston, der nicht an der neuen Studie beteiligt war.

Bei Menschen mit metastasierendem Brustkrebs entwickeln etwa 70 Prozent anschließend Knochenkrebs. Und von allen Knochen im Skelett suchen Krebszellen bevorzugt die Wirbelkörper auf. Für diese Patienten sind "Wirbelsäulenmetastasen eine der häufigsten Komplikationen", sagt Greenblatt, "und eine der gefürchtetsten." Tumore, die sich in der Wirbelsäule ansiedeln, können das Rückenmark zerquetschen, das Nervenbündel beherbergt, die für das körperliche Empfinden und die Bewegungsfreiheit wichtig sind. Solche Schäden können die Fähigkeit der Menschen, zu gehen und ihre Blase und ihren Darm zu kontrollieren, beeinträchtigen und ihre Lebenszeit verkürzen.

Ärzte wissen seit Jahrzehnten, dass einige Krebsarten bevorzugt die Wirbelsäule aufsuchen, sagt Greenblatt, aber niemand hatte eine gute Erklärung dafür. Eine in den 40er Jahren vorgeschlagene Idee, dass Aktionen wie Husten das Blut vom Kurs abbringen und auf irgendeine Weise krebsartige Zellen zu den Wirbelkörpern senden, hält sich bis heute. Das ist es, was Greenblatt als Medizinstudent gelernt hat. Aber für ihn und sein Team "machte das wissenschaftlich keinen Sinn".

Was Sinn ergab, waren Stammzellen. Die Forscher hatten den Verdacht, dass Stammzellen innerhalb der Wirbelknochen sich von denen in anderen Körperstellen, wie den langen Knochen in Armen und Beinen, unterscheiden. Im Labor haben sie genau das gefunden. Greenblatts Team hat eine Population von Stammzellen aus Mäusewirbeln isoliert, die sich deutlich von denen in langen Knochen unterschieden. Diese neuen Stammzellen haben einen anderen Satz von Genen aktiviert und sich in Experimenten anders verhalten, fanden die Forscher heraus.

Bis jetzt wussten Wissenschaftler nicht, dass diese beiden Arten von Knochen unterschiedliche Populationen von Stammzellen enthalten. "Wir gingen davon aus, dass sie gleich waren", sagt Geert Carmeliet, ein Zell- und molekularer Endokrinologe an der KU Leuven in Belgien, der nicht an der Arbeit beteiligt war, aber einen begleitenden Kommentar verfasst hat. Die Entdeckung des Teams hat die Möglichkeit eröffnet, dass spinale Stammzellen eine Rolle bei spinalen Krankheiten spielen könnten.

In einem entscheidenden Experiment transplantierte Greenblatts Team spinale Stammzellen in ein Hinterbein von Mäusen und Knochenstammzellen in das andere. Jede Transplantation bildete Mini-Knochen oder Organoidien im Körper der Tiere - zum Beispiel einen kleinen Wirbel auf der rechten Seite und einen kleinen Knochen auf der linken Seite. Dann injizierten die Forscher Brustkrebszellen in die Mäuse und beobachteten, wo sie landeten.

Die Zellen wanderten fast doppelt so oft zum Mini-Wirbel wie zum kleinen Knochen, als würden sie von einem Krebs-rufenden Rattenfänger angelockt. Es ist ein eleganter Weg zu zeigen, dass "Tumorzellen bevorzugt zum [Wirbel] Organoiden kommen und nicht zum Organoiden des langen Knochens", sagt Carmeliet.

Die neu identifizierten spinalen Stammzellen, die sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen gefunden wurden, scheiden ein Protein namens MFGE8 aus, das als Tumormagnet wirkt, entdeckte das Team und zieht Krebszellen zum Rückenmark. Das Protein mag nicht das einzige beteiligte sein, sagt Greenblatt, "aber es ist ein wichtiger Faktor, um Tumorzellen zur Wirbelsäule zu treiben".

Es ist möglich, dass das Blockieren von MFGE8 Spinalmetastasen verhindern oder behandeln kann. "Ich denke, es ist definitiv lohnenswert, dies weiter zu erforschen", sagt Zhang. Aber, bemerkt er, es ist noch zu früh, um die therapeutischen Auswirkungen zu kennen.

Greenblatts Team erforscht nun, ob die neuen Stammzellen andere Arten von Tumorzellen zur Wirbelsäule rekrutieren können. Wenn sich zum Beispiel Prostatakrebs ausbreitet, tendiert er auch dazu, vermehrt zu Wirbelkörpern statt zu anderen Knochenarten zu wandern. Er und seine Kollegen sind auch neugierig, ob unsere Knochen vielleicht noch etwas anderes verbergen. "Wir fangen an darüber nachzudenken, welche anderen Stammzellen noch im Skelett entdeckt werden können".

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