Einige Melanom-Krebszellen könnten sich durch den Körper kämpfen.

Stellen Sie sich vor, winzige Fäuste, die sich den Weg durch Ihren Körper bahnen.

Für einige Krebspatienten könnte dies die Realität sein. Melanomzellen können sich mechanisch durch das Gewebe graben, indem sie fleischige Membranauswüchse verwenden, ohne auf Chemikalien zurückgreifen zu müssen, die die Umgebung zerstören, berichten Forscher am 12. Juni in „Developmental Cell“.

Zellen haben verschiedene Bewegungsarten (SN: 9/26/18). Einige verformen ihre Körper, um sich durch enge Räume zu zwängen; andere bauen Anker aus, um sich vorwärts zu ziehen, indem sie sich mit Proteinen einen Weg durch das umgebende Gewebe chemisch erodieren. Obwohl Forscher wussten, dass Melanomzellen Beulen bilden können, die ihnen helfen zu bewegen, machten sich der computergesteuerte Zellbiologe Gaudenz Danuser und Kollegen daran zu klären, wie diese Auswüchse ihre Arbeit erledigen.

Zellen haben ein Zytoskelett und Membranen, die den Hochdruck im Inneren der Zelle von dem niedrigeren Druck außen trennen. Manchmal bilden sich Risse im Zytoskelett. Der innere Druck drückt die Zellmembran nach außen und bildet eine Blase namens Bleb.

Durch die Entwicklung einer neuen Art von Mikroskop konnte das Team diese blässchenartige Form der Zellbewegung erfassen, berichtet Danuser von der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas. Die meisten Mikroskope fixieren Proben mit harten Oberflächen, und dieser zusätzliche Druck könnte das Verhalten der Zellen verändern. Das neue Mikroskop des Teams ermöglicht es, dass weiches Gel die Zellen umgibt.

Die Forscher stellten fest, dass die Blasen sich „etwa alle 20 Sekunden ausdehnen und zurückziehen“, sagt Mitautorin Meghan Driscoll, eine Pharmakologin an der University of Minnesota Twin Cities in Minneapolis. „Über Stunden hinweg bauen die Ballons genug Material [mechanisch] ab, um einen Tunnel zu schaffen, durch den die Zelle sich bewegen kann.“

Driscoll und Kollegen maßen erhöhte Niveaus von Phosphoinositid 3-Kinase - einem Enzym, das an der Zellsignalisierung beteiligt ist - näher an der Vorderseite der Zellen, was das Team vermuten ließ, dass die Zellen kontinuierlich durch einen anhaltenden Zyklus von Blebbildung und dem Wahrnehmen des Widerstands vom vorderen Gewebe vorangetrieben werden.

Blebs können überall auf der Zelle entstehen, aber nur diejenigen nach vorne werden auf eine Oberfläche treffen (diejenigen nach hinten stoßen in einen leeren Tunnel vor). Molekulare Adhäsionen, die wie kleine Füße wirken, können es dann der Zelle ermöglichen, die Oberfläche des Tunnels zu spüren und zu signalisieren, wo sich die Vorderseite befindet, erklärt Danuser. Dann wird die Zelle „die Bildung der Ballons nur dort verstärken, wo du wirklich den Ballon brauchst“, wobei größere Blasen in Richtung der Bewegung konzentriert sind.

Die „mechanisch angetriebene Art der Verstärkung“, die es den Blasen ermöglicht, sich an der Vorderseite der Zelle zu bilden, ist ein „ziemlich neuartiger Aspekt dieser Arbeit“, sagt Jeremy Logue, ein Krebsbiologe am Albany Medical College in New York, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Ich denke, dass dies sicherlich auf diesem Niveau nicht wirklich geschätzt wurde.“