Medizinische Forscher an der Indiana University Bloomington haben Beweise für einen Zusammenhang zwischen Prostatakrebs gefunden, der Millionen von Männern im Alter von 50 Jahren und älter betrifft, und dem Ewing-Sarkom, einer seltenen Form von Krebs, die Kinder und junge Erwachsene betrifft.
Die Ergebnisse der Studie, über die in der Zeitschrift Cell Reports berichtet wurde, legen nahe, dass der molekulare Mechanismus, der die seltene Krankheit Ewing-Sarkom auslöst, als potenzielle neue Richtung für die Behandlung von mehr als der Hälfte der Patienten mit Prostatakrebs dienen könnte.
Eine Form von Knochen- und Weichteilkrebs, die etwa eines von 1 Million Kindern und jungen Erwachsenen im Alter von 10 bis 19 Jahren betrifft. Das Ewing-Sarkom verläuft bei 44 Prozent der Teenager im Alter von 15 bis 19 Jahren und bei 30 Prozent der Kinder unheilbar. In den USA wird jedes Jahr bei über 100.000 Männern Prostatakrebs diagnostiziert, wobei mehr als 99 Prozent der Fälle nach dem 50. Lebensjahr auftreten.
"Diese Forschung zeigt, dass der molekulare Mechanismus, der an der Entwicklung der meisten Prostatakrebsarten beteiligt ist, dem molekularen Mechanismus, von dem bekannt ist, dass er das Ewing-Sarkom verursacht, sehr ähnlich ist", sagte Peter Hollenhorst, außerordentlicher Professor im Medical Sciences Program an der IU Bloomington, ein Teil der IU School of Medicine. "Es deutet auch darauf hin, dass dieser Mechanismus verwendet werden könnte, um eine gemeinsame Behandlung für beide Krankheiten zu erforschen, von denen eine aufgrund ihrer Seltenheit nicht oft von Pharmaunternehmen verfolgt wird."
Hollenhorst ist auch Mitglied des Melvin and Bren Simon Cancer Center der Indiana University in Indianapolis.
Zu den weiteren Autoren der Veröffentlichung gehören Vivekananda Kedage, eine Doktorandin in der Abteilung für molekulare und zelluläre Biochemie des IU Bloomington College of Arts and Sciences, und Travis J. Jerde, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Pharmakologie und Toxikologie an der IU School of Medicine in Indianapolis. Kedage ist der Erstautor der Studie.
Es gibt 28 Gene im menschlichen Körper, die als ETS-Gene bekannt sind, von denen vier bekanntermaßen Proteine produzieren, die Prostatakrebs verursachen. Diese vier krebserregenden Gene oder „Onkogene“heißen ETV1, ETV4, ETV5 und ERG, wobei letzteres an über 50 Prozent aller Prostatakrebserkrankungen beteiligt ist. Die anderen drei zusammen spielen bei etwa 7 Prozent der Prostatakrebserkrankungen eine Rolle.
Ewing-Sarkom resultiert aus Fehlern im Chromosomenreparaturprozess, der die Verschmelzung zweier getrennter Gensegmente zu einem mutierten Hybridgen verursacht, das auch als chimäres oder Fusionsgen bekannt ist. Eines dieser Gene heißt EWS, das andere ist ein Gen, das ETS-Proteine produziert.
Hollenhorsts Studie ist die erste, die zeigt, dass die vom EWS-Gen produzierten Proteine mit allen vier ETS-Proteinen interagieren, von denen bekannt ist, dass sie Prostatakrebs auslösen. Darüber hinaus interagiert das EWS-Protein nur mit Proteinen dieser vier schädlichen ETS-Gene, nicht mit den anderen 24 ETS-Genen, die bei Prostatakrebs keine Rolle spielen.
"Ein molekularer Mechanismus, der diese vier Gene von denen unterscheidet, die keinen Krebs auslösen, wurde bisher noch nie identifiziert", sagte Hollenhorst. „Dies ist bedeutsam, weil es darauf hindeutet, dass jede Verbindung, die die EWS-ETS-Interaktion stört, spezifisch die Funktion der vier Onkogene hemmen würde und nicht die der anderen, die eine wichtige Rolle bei der gesunden Funktion des Körpers spielen.“
Das Team fand auch heraus, dass die an Prostatakrebs beteiligten ETS-Gene mit der nicht mutierten Form des EWS-Gens interagieren. Beim Ewing-Sarkom treten die kleinen blauen Tumore, die die Krankheit charakterisieren, nicht auf, es sei denn, es tritt eine Mutation auf.
IU-Wissenschaftler verwendeten eine Kombination aus Laborexperimenten und Mausmodellen, um die Wechselwirkung von EWS- und ETS-Proteinen in Prostatazellen zu beobachten. Die Mehrheit der Experimente umfasste die Beobachtung des Verh altens von ETS-Onkogenen in Prostatakrebszellkulturen, um die Wechselwirkung mit EWS-Proteinen aufzudecken.
In Experimenten an der IU School of Medicine schleusten sie das ERG-Gen auch in normale menschliche Prostatazellen bei Mäusen ein, was die Bildung von Tumoren auslöste. Die Wissenschaftler fügten dann eine künstliche Mutation in das ERG-Gen ein, um die Interaktion mit den vom EWS-Gen produzierten Proteinen zu unterbrechen. Bei diesen Mäusen bildeten sich keine Tumore.
"Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Wechselwirkung zwischen ERG und EWS wichtig für die Tumorbildung ist", sagte Hollenhorst. „Wir haben uns entschieden, unsere größten Anstrengungen auf das ERG-Protein zu konzentrieren, da es für über 50 Prozent aller Prostatakrebserkrankungen verantwortlich ist und daher das Potenzial hat, der größten Anzahl von Menschen zu helfen."
Basierend auf der Stärke der in der Studie berichteten Arbeit haben Hollenhorst und Kollegen von IU Bloomington und der IU School of Medicine vom IU Simon Cancer Center ein Stipendium erh alten, um nach Molekülen zu suchen, die möglicherweise ETS-EWS stören könnten Interaktion. Ihre Arbeit wird in Zusammenarbeit mit einer Einrichtung an der Purdue University durchgeführt, die auf das Screening nach diesen Molekülen spezialisiert ist.
