Nieuws Gestreste tumorcel zet knop om naar spaarstand en zaait sneller uit
9 december 2021

Als tumorcellen weinig zuurstof krijgen in de primaire tumor en daardoor stress ervaren, gaan ze in een soort ‘eco-stand’. Ze laten dan veel makkelijker los van de tumor en zaaien uit naar andere delen van het lichaam. Veronika te Boekhorst en Peter Friedl van het Radboudumc laten dit proces en de onderliggende moleculaire mechanismen zien in een publicatie in Current Biology.

Onder normale omstandigheden groeien borstkanker en hoofd-halskanker, doordat tumorcellen samen zoeken naar plekken in het omliggende weefsel, waar ze kunnen uitgroeien. Dit proces heet collectieve invasie en is vergelijkbaar met wortelgroei bij planten. Het team van Peter Friedl, hoogleraar Microscopische Beeldvorming van de Cel van het Radboudumc, laat nu zien dat de tumorcellen bij zuurstofgebrek op een andere manier migreren. Ze laten elkaar dan los en gaan ervandoor.

“Stel, we houden allemaal elkaars handen vast, dan verplaatsen we ons niet zo snel. Maar als we elkaar loslaten, ga ik er als een speer vandoor,” legt Friedl uit. “Deze losse toestand van tumorcellen noemen we amoeboide beweging, omdat amoeben, organismen die uit slechts één cel bestaan, ook zo bewegen. Evolutionair gezien is dit de oudste manier van verplaatsing, en die bestaat al meer dan een miljard jaar. Tumorcellen grijpen dus terug op een oeroud mechanisme als ze te weinig zuurstof krijgen, waardoor ze snel in hun eentje kunnen ontsnappen aan de tumor.”

Fiat Panda

Friedl bestudeerde de mechanismen achter deze strategie en ontdekte dat het eiwit calpaïne een cruciale rol speelt. In een tumor met weinig zuurstof gaat de hoeveelheid calpaïne omhoog. Dit enzym regelt de afbraak van zogenaamde integrines. Die zorgen normaalgesproken dat een tumorcel netjes vast blijft zitten aan de tumor. De cellen raken daarom los en gebruiken nog maar weinig zuurstof, tot wel tachtig procent minder dan normaal. In die ‘eco-stand’ reizen ze naar andere plaatsen in het lichaam. Na een dag of twee gaat de spaarstand weer uit en groeien ze uit tot nieuwe tumoren.

“Je kunt het vergelijken met auto’s,” licht Friedl toe. “Stel: je hebt een Porsche, die gebruikt veertig liter benzine voor honderd kilometer afstand. Maar je kunt ook reizen met een Fiat Panda. Die gebruikt maar vijf liter benzine voor honderd kilometer afstand. Ze komen allebei van A naar B en ook met dezelfde snelheid, maar met de Fiat Panda kost dat veel minder energie. Dat geldt ook voor tumorcellen die deze strategie volgen en alle energievretende verbindingen verbreken.”

Ontsnappingsmechanisme

In het lab zag Friedl in een model van borstkanker dat normale tumorcellen veel minder uitzaaien dan tumorcellen die te weinig zuurstof krijgen. Uitzaaien lijkt dus een ontsnappingsmechanisme voor de gestreste tumorcel. Wanneer Friedl medicijnen toevoegde die het enzym calpaïne remmen, gingen de gestreste cellen zich weer gedragen als normale tumorcellen en zaaiden ze nog maar amper uit. Calpaïne zet de tumorcellen dus niet alleen in een toestand van laag zuurstofgebruik, maar zorgt ook dat ze uitzaaien.

“Stoffen die calpaïne remmen zijn daarom zeer interessant bij patiënten met een tumor die weinig zuurstof krijgt en daardoor metabool gestrest is,” zegt Friedl. “Deze medicijnen zijn nog niet klinisch beschikbaar. Fase 1 studies moeten nog starten. Hopelijk versnellen onze bevindingen het opzetten van studies en het verdere onderzoek naar de mogelijke werking van deze stoffen tegen kanker.”

In beeld: tumorcellen gaan ervandoor

Links een normale tumor, waarbij cellen via collectieve invasie zoeken of ze uit kunnen breiden in een bepaalde richting. Rechts een tumor met een zuurstoftekort. Cellen laten los en ontsnappen aan de stresssituatie.

Cellen laten elkaar los en gaan er vandoor. Blauw = celkernen. Rood = actine. Wit / groen = actieve integrines. Wanneer cellen nog aan elkaar zitten, zoals linksboven, zien we veel meer integrines tussen de cellen.

Over de publicatie

Dit onderzoek is gepubliceerd in Current Biology: Calpain-2 regulates hypoxia/HIF-induced plasticity towards amoeboid cancer cell migration and metastasis. Veronika A.M. te Boekhorst, Liying Jiang, Marius Mahlen, Maaike Meerlo, Gina Dunkel, Franziska C. Durst, Yanjun Yang, Herbert Levine, Boudewijn M.T. Burgering, and Peter Friedl.

Meer informatie


Annemarie Eek

wetenschapsvoorlichter

+31 611091018
send an email

Meer nieuws


FINGER-NL is gestart: een onderzoek naar het effect van een leefstijlprogramma op het denkvermogen

27 januari 2022

Vandaag is de officiële start van de FINGER-NL studie, een twee jaar durende interventie waarin onderzocht wordt wat het effect is van een combinatie van leefstijlaanpassingen op het denkvermogen van ouderen.

lees meer

Hoogleraar orthopedie Nico Verdonschot wetenschappelijk directeur MedTechNL

24 januari 2022

Nico Verdonschot, hoogleraar orthopedie in het Radboudumc en wetenschappelijk directeur van het Technisch Medisch Centrum van de Universiteit Twente, is benoemd tot Wetenschappelijk Directeur van MedTechNL

lees meer
  • Medewerkers
  • Intranet