38.15 : Cancer Stem Cells and Tumor Maintenance

Die meisten Krebsarten enthalten eine ungleichmäßig verteilte und genetisch unterschiedliche Subpopulation von Tumorzellen.

Einige dieser Zellen, Krebsstammzellen genannt, besitzen die Eigenschaften, die sowohl mit Krebszellen als auch mit Stammzellen verbunden sind. Das bedeutet, dass solche Zellen nicht nur an der Tumorvermehrung teilnehmen, sondern sich auch selbst erneuern und sich in mehrere Linien differenzieren können.

Eine Krebsstammzelle (CSC) kann eine asymmetrische Zellteilung durchlaufen - wobei ein Satz von Tochterzellen das Stammzellpotenzial behält und sich unbegrenzt teilen kann, während die andere nur wenige Teilungsrunden durchlaufen kann, bevor sie sich endgültig differenziert und schließlich abstirbt.

Ein CSC kann auch erhöhte Mengen an vaskulären endothelialen Wachstumsfaktoren innerhalb eines Tumors sezernieren und neue Blut- und Lymphgefäße erzeugen, die eine kontinuierliche Versorgung des wachsenden Tumors mit Nährstoffen aufrechterhalten.

Darüber hinaus können Krebsstammzellen Eigenschaften wie erhöhte Invasivität und Migrationsfähigkeit erreichen, die ihnen bei der Etablierung von sekundären Metastasen im Körper helfen können.

Auch wenn Krebsstammzellen das Potenzial haben, neue Tumore zu säen und deren Wachstum voranzutreiben, sind es die sich schnell teilenden Nicht-Stammzellen, die die Hauptbestandteile des Tumors bilden und sein Wachstum aufrechterhalten.

Diese Heterogenität in der Krebszellpopulation macht es für die meisten Krebstherapien schwierig, alle Krebszellen auf einmal zu bekämpfen und loszuwerden.

Darüber hinaus nutzen Krebsstammzellen Überlebensmechanismen wie die erhöhte Aktivierung von Medikamentenausflusspumpen, die DNA-Reparaturaktivität oder die Expression von Entgiftungsenzymen, die ihnen helfen, den Krebstherapien zu entkommen.

Zum Beispiel wird das Krebsmedikament Imatinibmesylat häufig bei der Behandlung von chronischer myeloischer Leukämie eingesetzt. Während differenzierte Krebszellen empfindlich auf das Medikament reagieren, können Krebsstammzellen der Therapie entgehen, indem sie eine Überexpression der Membrantransporterproteine ABCB1 und ABCG2 aufweisen.

Diese Proteine helfen den Zellen, das Medikament auszuscheiden und seine intrazellulären Spiegel zu senken, was zur Bildung resistenter Krebszellen führt.

Eine einzige überlebende Krebsstammzelle kann die Kultur wiederherstellen, die Krankheit wiederbeleben und einen Tumorrückfall verursachen.