Milchsäure: Hauptakteur im Krebs-Krimi?

05.12.11

In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Cancer Research ist ein Übersichtsartikel zum Thema „Laktat und seine Schlüsselrolle bei Krebs“ erschienen: Autoren sind eine Gruppe von Wissenschaftlern um Professor Wolfgang Müller-Klieser vom Institut für Physiologie und Pathophysiologie der Universitätsmedizin Mainz.

Die Mainzer Wissenschaftler wurden vom Herausgeber dieser international renommierten Zeitschrift eingeladen, den aktuellen Wissensstand auf diesem Forschungsgebiet zusammenzufassen. Die Arbeitsgruppe um Prof. Müller-Klieser beschäftigt sich bereits seit Jahren intensiv mit dem Zuckerstoffwechsel von Tumoren: So weisen Krebszellen häufig einen erhöhten Zuckerstoffwechsel bzw. eine hohe Aktivität des Zuckerstoffwechsels auf und produzieren durch diese hohe Aktivität mehr oder weniger große Mengen an Milchsäure, auch Laktat genannt. Laktat wird am häufigsten in der Skelettmuskulatur, etwa bei körperlicher Anstrengung, gebildet.

„1924 wies Otto Warburg erstmals eine erhöhte Laktatproduktion in isolierten Tumorzellen nach“, erläutert Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Müller-Klieser. „Während in der Folgezeit das Thema ‚Laktat und Krebs’ nur relativ wenig wissenschaftliche Aufmerksamkeit bekam, erlebt es seit einigen Jahren eine echte Renaissance.“ Dies liege unter anderem an neuen genetischen Erkenntnissen und daran, dass besonders die Nuklearmediziner den erhöhten Zuckerstoffwechsel von Tumoren heute vielfältig bei modernen bildgebenden Verfahren - wie etwa das PET/CT - zur Tumordiagnostik nutzen. „Wir wissen heute, dass Laktat als Stoffwechselprodukt der Glykolyse eine Bedeutung für viele Tumoreigenschaften hat“, so Müller-Klieser. „Welche Eigenschaften dies sind, fasst der aktuelle Übersichtsartikel zusammen.“ Dabei ergeben sich insbesondere zwei Facetten: Zum einen konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Intensität der Anreicherung mit Milchsäure in soliden Krebsformen in engem Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit der Bildung von Metastasen und mit der Überlebensrate der Patienten steht.
Die quantitative Bestimmung von Laktat im Tumorgewebe könnte also wichtige prognostische Aussagen liefern. Ein entsprechendes Verfahren, mit dem die Menge an Laktat an jeder Stelle des Tumorgewebes – also ortsunabhängig – bestimmt werden kann, hat die Arbeitsgruppe Müller-Klieser in den letzten Jahren entwickelt. Laktat wird dabei in schockgefrorenen Gewebeproben quantitativ über sogenannte chemische Reaktionen der Biolumineszenz nachgewiesen.

Milchsäure und Wirkung von Strahlentherapie

Zum anderen besteht ein ebenso enger Zusammenhang zwischen der vermehrten Bildung von Laktat und der Widerspenstigkeit von Krebsgeschwülsten gegen Strahlen- und Immuntherapien: So beruht die Wirksamkeit einer herkömmlichen Strahlentherapie im Wesentlichen auf der Erzeugung reaktiver Sauerstoffprodukte, so genannter ROS. Diese erzeugen irreparable Schäden in der Erbsubstanz DNA und führen so zur Abtötung der Tumorzellen. Bestimmte Abkömmlinge des Zuckerstoffwechsels, wie etwa Pyruvat oder Laktat in hoher Konzentration, weisen antioxidative Eigenschaften auf und könnten somit die therapeutisch erwünschten ROS-Reaktion auf die Bestrahlung neutralisieren – und so die Wirksamkeit der Strahlentherapie verringern. „Neben einem grundlegenden Gewinn an  Erkenntnissen sind von solchen Forschungsarbeiten somit auch neue Behandlungsansätze zu erwarten: Weiterführende Arbeiten müssen nun zeigen, inwieweit eine gezielte Manipulation des Glucose-Stoffwechsels bösartiger Tumoren die Wirksamkeit der Strahlentherapie verbessern kann“, fasst Prof. Müller-Klieser zusammen. „Ebenso wäre ein nächster entscheidender Schritt, biologisch relevante Milchsäure-Messungen vermehrt in klinische Studien einzubetten.“

Quelle: Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz


Von: Ursula Goldmann-Posch