Studie enthüllt, wie Wespengift Krebszellen tötet

Wespen können eine Plage sein, die im Sommer oft Picknicks und Obstbäume heimsucht. Das Gift einer bestimmten Wespenart ist jedoch dafür bekannt, einen starken krebshemmenden Wirkstoff zu enthalten, und jetzt haben Forscher genau gezeigt, wie das Gift des Wespengifts selektiv Krebszellen abtötet.

Das Gift der brasilianischen sozialen Wespe Polybia paulista enthält das antimikrobielle Peptid Polybia-MP1 (MP1), das nachweislich mehrere Formen von Krebszellen wie Prostatakrebs, Blasenkrebs und multiresistente leukämische Zellen hemmt.

Obwohl dieses antimikrobielle Peptid ein großes Potenzial als Bestandteil einer Antikrebsbehandlung beim Menschen aufweist, haben Forscher bisher nicht genau verstanden, wie MP1 Krebszellen abtötet.

Die neue Studie, die in der Fachzeitschrift Biophysical Journal veröffentlicht wurde, zeigt nun, wie MP1 in der Lage ist, Krebszellen abzutöten, während es normale Zellen unversehrt lässt: indem es Lipide auf der Oberfläche von Krebszellen angreift und Löcher erzeugt, durch die wichtige Zellmoleküle austreten können.

„Krebstherapien, die die Lipidzusammensetzung der Zellmembran angreifen, wären eine völlig neue Klasse von Krebsmedikamenten“, erklärt Studien-Co-Autor Paul Beales von der University of Leeds in Großbritannien.

„Dies könnte bei der Entwicklung neuer Kombinationstherapien nützlich sein“, fügt er hinzu, „bei denen mehrere Medikamente gleichzeitig eingesetzt werden, um einen Krebs zu behandeln, indem sie verschiedene Teile der Krebszellen gleichzeitig angreifen.“

Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass der Mechanismus hinter der Wirksamkeit von MP1 gegen Krebszellen mit der Art und Weise zusammenhängt, in der sich die Membranen von Krebszellen von denen gesunder Zellen unterscheiden.

Ein wesentlicher Unterschied ist die Positionierung von zwei Lipiden, die Teil der Zellmembran sind: Phosphatidylserin (PS) und Phosphatidylethanolamin (PE). In Krebszellen befinden sich PS und PE in der äußeren Zellmembran, die von der Zelle nach außen gerichtet ist, während sie in gesunden Zellen in der inneren Membran liegen und nach innen gerichtet sind.

MP1 schafft Poren, die groß genug sind, dass kritische Moleküle leicht aus Krebszellen entweichen können

Um ihre Hypothese zu testen, stellten die Forscher einige Modell-Zellmembranen her. Einige davon enthielten PS, einige enthielten PE und einige enthielten beides. Dann setzten sie ihre Modellmembranen MP1 aus und beobachteten, was passierte.

Mit einer Kombination aus Membranpermeabilitätstests und bildgebenden Verfahren fanden die Forscher heraus, dass PS die Bindung des antimikrobiellen Peptids an die Zellmembran erhöhte, während die Anwesenheit von PE die Fähigkeit von MP1 verstärkte, die Membran schnell zu zerstören und die Größe der Löcher darin zu vergrößern.

Die Bildung dieser Löcher war der Schlüssel dazu, wie MP1 Krebszellen tötet, wie Co-Autor João Ruggiero Neto von der São Paulo State University in Brasilien erklärt:

„Diese großen Poren, die in nur wenigen Sekunden gebildet werden, sind groß genug, damit kritische Moleküle wie RNA und Proteine leicht aus den Zellen entweichen können. Die dramatische Verstärkung der durch das Peptid induzierten Permeabilisierung in Gegenwart von PE und die Dimensionen der Poren in diesen Membranen waren überraschend.“

In Zukunft planen die Forscher, mit der Anpassung der Aminosäuresequenz von MP1 zu experimentieren, um zu untersuchen, wie die Struktur von MP1 mit seiner Funktion zusammenhängt, und um möglicherweise seine krebshemmenden Eigenschaften für therapeutische Zwecke zu verstärken.

„Das Verständnis des Wirkmechanismus dieses Peptids wird bei translationalen Studien helfen, um das Potenzial dieses Peptids für den Einsatz in der Medizin weiter zu bewerten“, so Dr. Beales abschließend. „Da sich im Labor gezeigt hat, dass es selektiv auf Krebszellen wirkt und für normale Zellen nicht toxisch ist, hat dieses Peptid das Potenzial, sicher zu sein, aber es wären weitere Arbeiten erforderlich, um das zu beweisen.“

Wespen sind nicht die einzigen Lebewesen, die bestimmte Eigenschaften haben, die der menschlichen Gesundheit zugute kommen könnten. In einem Spotlight-Beitrag, der Anfang dieses Jahres veröffentlicht wurde, untersuchte , wie Spinnen, Bienen, Skorpione, Frösche, Gila-Monster und Schlangen neuartige Behandlungsformen für menschliche Erkrankungen bieten könnten.