Die innere Uhr von Krebszellen nutzen

Nicht nur Körperfunktionen und Stoffwechselprozesse wie Schlaf und Verdauung unterliegen einer inneren Uhr, sondern auch die Reifung und Teilung von Krebszellen. Aus früheren Studien ist bereits bekannt, dass Chemotherapeutika besser wirken, wenn sie zum Zeitpunkt der Tumorzellteilung verabreicht werden. Genutzt wurde diese Erkenntnis im klinischen Alltag bisher jedoch kaum. 

Nun haben Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin am Beispiel bestimmter Brustkrebs-Zelllinien eine Methode entwickelt, mit der der optimale Zeitpunkt für eine Krebsbehandlung bestimmt werden kann. »Wir haben Zellen von Patientinnen mit triple-negativem Brustkrebs kultiviert, um zu beobachten, wie sie zu unterschiedlichen Tageszeiten auf die verabreichten Medikamente reagieren«, erläutert Erstautorin Carolin Ector vom Charité Comprehensive Cancer Center in einer Pressemitteilung der Klinik. Dreifach negativer Brustkrebs macht etwa 15 Prozent aller Brustkrebsdiagnosen aus und geht mit einer schlechten Prognose einher, da es kaum spezifische molekulare Angriffspunkte gibt. Die meisten Patientinnen sind daher auf eine eher unspezifische Chemotherapie angewiesen, um das Tumorwachstum zu kontrollieren.

»Mit Live-Imaging, einer Technik zur kontinuierlichen Beobachtung lebender Zellen, und komplexen Datenanalysetechniken konnten wir die zirkadianen Rhythmen, Wachstumszyklen und Medikamentenreaktionen dieser Krebszellen genau überwachen und bewerten«, so Ector.  Auf die Behandlung mit 5-Fluorouracil (5-FU), Doxorubicin oder Cisplatin reagierten die Tumorzellen je nach Tageszeit unterschiedlich. 5-FU wirkte bei der untersuchten Krebszelllinie beispielsweise am besten zwischen 8 und 10 Uhr morgens. 

Maßgeblich dafür verantwortlich seien zelluläre Faktoren und bestimmte Gene. »Wir nennen diese Gene ›core clock genes‹, also zentrale Uhren-Gene. Sie beeinflussen die Empfindlichkeit von Krebszellen gegenüber Behandlungen zu verschiedenen Tageszeiten erheblich«, erläutert Seniorautor Dr. Adrián Granada.

Insgesamt deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass personalisierte Behandlungspläne – basierend auf den individuellen zirkadianen Rhythmen – die Wirksamkeit von Krebstherapien erheblich verbessern könnten. Auch unerwünschte Nebenwirkungen ließen sich damit reduzieren.

Bevor diese Erkenntnisse im klinischen Alltag angewendet werden können, sind jedoch noch weitere Studien mit mehr Patientinnen notwendig, um die Ergebnisse zu überprüfen. »Darüber hinaus planen wir, die molekularen Mechanismen hinter den zirkadianen Einflüssen auf die Medikamentensensitivität zu untersuchen, um die Behandlungszeitpunkte weiter zu optimieren und neue therapeutische Ziele zu identifizieren«, informiert Granada abschließend.