Aktin-Gerüst schützt Tumorzellen
Forschende des Exzellenzclusters CIBSS der Universität Freiburg haben einen bislang unbekannten Mechanismus beschrieben, durch den Tumorzellen ihre Überlebensfähigkeit bei mechanischem Druck sichern.
Bei der Migration durch enge extrazelluläre Strukturen – etwa bei der Metastasierung – sind Tumorzellen erheblichem Druck ausgesetzt, der zum Reißen der Kernhülle führt. Die Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass hier ein Schutzmechanismus einsetzt. Dabei wird innerhalb von Sekunden ein Aktinfilament-Gerüst gebildet.
Für die Studie (1) wurde eine hochinvasive Krebszelllinie (Fibrosarkomzellen HT1080) speziellen Mikrokanälen von 3 bzw. 8 Mikrometern ausgesetzt. Besonders die enge Passage führte hierbei zu Kernrupturen. Innerhalb von 80 Sekunden nach der Ruptur wurde ein Aktinfilament-Gerüst gebildet.
Mittels Atomic Force Microscopy wurden die mechanischen Eigenschaften der Zellkerne gemessen. Das Team konnte schließlich entschlüsseln, wie ATR Signale an DIAPH3 weitergibt, um die Bildung von Aktinfilamenten auszulösen.
Weiters konnte gezeigt werden, dass DIAPH1 und DIAPH3 sowie ATR für den beschriebenen Schutzmechanismus entscheidend sind. Das Aktin-Gerüst stabilisiert den Kern und verhindert DNA-Verlust. Wurde dieser Mechanismus blockiert, wurde der Zellkern instabil und die DNA trat vermehrt aus.
„Dieser Schutzmechanismus liefert eine Erklärung dafür, warum Krebszellen trotz hoher mechanischer Belastung nicht absterben, sondern ihre Wanderung fortsetzen können“, sagt Prof. Dr. Robert Grosse, Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität Freiburg. „Langfristig könnten gezielte Eingriffe in die ATR-Formin-Achse genutzt werden, um diesen Schutzmechanismus zu unterbinden.“
Die Erkenntnisse weisen somit auf einen Ansatz hin, mit dem die Bildung von Metastasen verhindert werden könnte und der auch im Zusammenhang mit anderen Krankheiten, die mit instabilen Zellkernen zusammenhängen, zur Anwendung kommen könnte.
- Kamaras C et al. (2025). Nuclear rupture in confined cell migration triggers nuclear actin polymerization to limit chromatin leakage. EMBO J 2025 Sep 22; doi: 10.1038/s44318-025-00566-2
Quelle: Presseaussendung der Universität Freiburg