Ribosomen aktivieren Krebs

Ein bestimmter Proteinkomplex  in Säugetieren hat eine zentrale Kontrollfunktion für das Zellwachstum. Er wird durch direkte Interaktion mit einem Ribosom aktiviert. Die Hauptfunktion der Ribosomen in der Zelle ist die Proteinbiosythese, kurz die Herstellung von Proteinen. Nun konnten Forschende zeigen, dass Ribosomen durch eine Aktivierung dieses Proteinkomplexes auch eine zentrale Rolle beim Zellwachstum und damit bei der Entstehung von Krebs spielen.

TOR (Target of Rapamycin) ist ein zentrales Steuerungselement für das Zellwachstum und spielt damit eine entscheidende Rolle für die Entwicklung und Alterung eines Lebewesens. TOR kommt in der Hefe genauso wie beim Menschen vor. Es ist in der Zelle Bestandteil von zwei grösseren Proteinkomplexen, TORC1 und TORC2 (mTORC1 und mTORC2 in Säugetieren), die sich in ihrer Struktur und Funktion unterscheiden. Aktivierte Komplexe mTORC1 und mTORC2 führen zu Zellwachstum, in der Regel von gesunden, manchmal jedoch auch von Krebszellen.

Man wusste bereits, dass der Proteinkomplex mTORC1 durch verschiedene Wachstumsfaktoren, Nährstoffe sowie den Energiestatus der Zelle aktiviert wird und kannte die zugehörigen Mechanismen. Über die Regulierung von mTORC2 hingegen konnte man bisher nur sagen, dass die Aktivierung des Komplexes ausschliesslich über Wachstumsfaktoren erfolgt. Wie das genau geschieht, war nicht bekannt. 

Ribosomen aktivieren mTORC2
Das Ribosom als Bestandteil aller Zellen in jedem Lebewesen ist bekannt als „Maschine“ zur Herstellung von Proteinen. Nun haben Forschende Ribosomen als Aktivatoren von mTORC2 identifiziert: Die direkte Interaktion zwischen Ribosom und mTORC2 in einer Zelle führt zur Aktivierung des Proteinkomplexes und damit zu Zellwachstum, in gesunden oder auch in Krebszellen. Diese Interaktion wird durch den Botenstoff PI3K stimuliert. Da die Ribosomenkonzentration die Rate der Proteinbiosynthese und damit die Wachstumsfähigkeit einer Zelle bestimmt, wird mTORC2 nur in wachstumsfähigen Zellen aktiviert. So ist im Umkehrschluss sichergestellt, dass bei geringer Ribosomenkonzentration mTORC2 inaktiv bleibt und nicht in der Lage ist, zu einem ungeeigneten Zeitpunkt das Zellwachstum anzuregen. Auf diese Weise wird mTORC2 durch die Wachstumsfähigkeit der Zelle reguliert.

Die Forschenden haben diesen Regulationsprozess im Zuge eines genetischen Screenings bei Hefezellen entdeckt und konnten die neuen Erkenntnisse auch in Säugetierzellen nachweisen. Dies ist nur möglich, weil TOR und seine Regulierung in Laufe der Evolution stark konserviert worden sind, da sie bei allen Eukaryonten eine lebenswichtige Rolle spielen.

TOR-Signalwege wichtig für Therapie von Krebs
Da die Entwicklung verschiedener Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes oder Adipositas mit Störungen des TOR-Signalweges in Verbindung stehen, sind Halls Forschungsergebnisse von grosser medizinischer Bedeutung. Für zukünftige Therapieansätze könnte ein medikamentöser Eingriff in die TORC2-Ribosomen-Interaktion ein vielversprechender Ansatzpunkt für die Behandlung dieser Krankheiten sein.