Glucosekonkurrent Mannose verlangsamt Krebswachstum bei Mäusen

Glasgow – Der Einfachzucker Mannose, der in den Zellen die Verwertung seines Epimers Glucose hemmt, könnte die Behandlung von Krebserkrankungen unterstützen. Hierauf deuten Experimente an Krebszellen und an Mäusen hin, die jetzt in Nature (2018; doi: 10.1038/s41586-018-0729-3) veröffentlicht wurden.

Krebszellen sind in ihrem Energiestoffwechsel auf die Verbrennung von Glucose angewiesen. Ihr Energiehunger ist so groß, dass die vermehrte Aufnahme von radioaktiv markierten Glucosemolekülen (18F-Fluordesoxyglucose) in der Positronen-Emissions-Tomografie genutzt werden kann, um die Ausbreitung der Krebserkrankung zu bestimmen.

Die Abhängigkeit der Tumorzellen von Glucose hat zu der Idee geführt, Krebs­erkrankungen durch eine glucosearme Kost (ketogene Diät) zu behandeln. Der Körper ist jedoch in der Lage, Glucose in der Leber zu produzieren (Gluconeogenese), sodass den Krebszellen der Nachschub so schnell nicht ausgeht.

Ein Team um Kevin Ryan vom Beatson Institute in Glasgow hat jetzt festgestellt, dass Mannose die Nutzung von Glucose in den Tumorzellen verhindern kann. Mannose ist ein Epimer der Glucose. Es besteht aus den gleichen Atomen und hat deshalb die gleiche Summenformel und Molekülmasse wie Glucose. Nur die Verbindungen der Atome sind an 2 Stellen vertauscht. Mannose gelangt mit dem gleichen Transporter wie Glucose in die Zellen, kann dort jedoch nicht zur Energiegewinnung (Glykolyse) verwendet werden. Stattdessen kommt es zu einer Anhäufung von Mannose-6-Phosphat, was den energiehungrigen Tumorzellen schadet.

Die Forscher untersuchten, wie Mäuse mit Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- oder Hautkrebs reagierten, wenn ihnen über das Trinkwasser Mannose zugeführt wurde. Laut Ryan kam es zu einer deutlichen Verlangsamung des Tumorwachstums, ohne dass die Behandlung Nebenwirkungen verursachte.

Die Wirkung von Mannose war mit der von Cisplatin und Doxorubicin vergleichbar – 2 der am häufigsten in der Chemotherapie verwendeten Zytostatika. Die Forscher kombinierten in weiteren Experimenten Mannose mit Doxorubicin. Sie fanden heraus, dass Mannose die Wirkung der Chemotherapie verstärkte, das Tumorwachstum verlangsamte, die Größe von Tumoren reduzierte und sogar die Lebensdauer einiger Mäuse verlängerte.

Die Behandlung wurde auch an Zellen von Leukämie, Osteosarkom, Eierstockkrebs und Darmkrebs untersucht. Einige sprachen darauf an, andere jedoch nicht. Weitere Experimente zeigten, dass die Konzentration des Enzyms Phosphomannose-Isomerase (PMI) die Effektivität der Mannose-Therapie beeinflusste. Das Enzym PMI kann Mannose in der Zelle abbauen und damit die Sperre für die Verwendung von Glucose beseitigen. Die Bestimmung von PMI könnte laut Ryan als Biomarker genutzt werden, um die Wirksamkeit einer Mannose-Behandlung vorherzusagen.

Ob die Behandlung auch bei Krebspatienten wirkt, wollen die Forscher demnächst in ersten klinischen Studien untersuchen. Ein Erfolg lässt sich nicht vorhersagen. Krebszellen reagieren bekanntlich flexibel auf Chemotherapien. In der Vergangenheit haben sie stets Möglichkeiten gefunden, sich einem Angriff durch die Entwicklung von Resistenzen zu entziehen.

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Quelle: aerzteblatt.de