Zodra een tumor het benauwd krijgt, past hij zijn uitzaaiingsstrategie aan. Lange tumoruitlopers maken onder invloed van zuurstoftekort plaats voor losse cellen die door het lichaam bewegen. Peter Friedl van het Radboudumc en Steffi Lehmann van de ETH Zürich ontdekten in experimenten met kankercellen van mensen en muizen dat het celeiwit HIF-1 hier een sleutelrol in speelt. Het onderzoek levert nieuw inzicht in hoe kanker zich verspreidt in het lichaam. Zij publiceren hierover in het wetenschappelijk tijdschrift Current Biology.

De verschillende opties van een uitzaaiende tumor

Een uitzaaiende tumor heeft verschillende opties. Hij kan uitlopers laten groeien in het omringende weefsel, waarbij deze gebruik maken van de natuurlijke ruimte die tussen de weefsels zit. Maar de tumor kan ook losse cellen produceren die de bloedbaan inkruipen en daarna zelfstandig op pad gaan. Lang was onduidelijk hoe de tumor de ‘beslissing’ neemt om van een uitloperstrategie naar een losse celstrategie over te stappen. Het onderzoeksteam onder leiding van Peter Friedl en Steffi Lehmann heeft nu een belangrijke trigger hiervoor ontdekt: zuurstofgebrek.

Zuurstofgebrek in de tumor

De onderzoekers lieten verschillende soorten kankercellen van mensen en muizen in het lab groeien onder normale omstandigheden (21 procent zuurstof) of benauwde omstandigheden (0,2 procent zuurstof). Onder normale omstandigheden groeiden er uitlopers aan de tumor, waarbij slechts enkele cellen zich losmaakten. Bij zuurstofgebrek ontstonden er veel meer losse cellen. Deze losse cellen lijken in vorm en eigenschappen nog het meest op leukocyten, een soort witte bloedcellen. Peter Friedl: “Zuurstofgebrek zet niet alleen aan tot celmigratie, maar beïnvloedt ook de manier waarop.”

De aanmaak van bloedvaten

Zuurstofgebrek is een normaal verschijnsel in tumoren. Een groeiende tumor is namelijk niet aangesloten op de bloedvaten, waardoor de kankercellen niet over voldoende zuurstof kunnen beschikken. Om te kunnen doorgroeien is de aanmaak van bloedvaten nodig, zogenaamde angiogenese. Het celeiwit HIF-1, dat invloed heeft op het aflezen van het DNA, speelt hier een belangrijke rol in. Het blijkt nu dat HIF-1 ook belangrijk is voor de omslag in uitzaaiingsstrategie. Het onderdrukken van HIF-1 in de kankercellen in het laboratorium veranderde de losse celstrategie weer in een uitloperstrategie.

Uitzaaiingen in cellen

Het is waarschijnlijk dat de losse celstrategie de tumor helpt om op grotere afstand uit te zaaien. In feite kaapt de tumorcel hiervoor de strategie van witte bloedcellen. De onderzoekers konden alleen geen aanwijzingen vinden dat uitzaaiingen in losse cellen effectiever waren in het koloniseren van organen in het lichaam. Wel groeiden de cellen op de eenmaal gekoloniseerde plekken sneller uit tot nieuwe tumoren. Peter Friedl: “Zuurstofgebrek in de tumor is een belangrijk mechanisme waarbij het aantal uitzaaiiende cellen tijdelijk sterk wordt verhoogd. Je zou het kunnen vergelijken met het uitblazen van een uitgebloeide paardenbloem.”

Bron: Radboudumc