Am 28. Mai 2025 berichten Forschende an der Universität Bonn über bahnbrechende Fortschritte in der Krebsforschung, insbesondere im Hinblick auf die Rolle von Proteasen. Eine aktuelle Studie zeigt, dass die Inaktivierung eines Enzyms durch gezielte Wechselwirkungen zwischen Peptid-Substrat und Protease möglich ist. Diese Erkenntnisse könnten entscheidend dazu beitragen, neue therapeutische Ansätze zur Hemmung von Tumorprogression zu entwickeln.
Im Zentrum der Forschung steht Cathepsin B, eine Cysteinprotease, die bei zahlreichen Krebserkrankungen hochreguliert ist. Diese Enzymgruppe ist bekannt dafür, kovalente Bindungen während der Peptidbindungsspaltung zu bilden. Der „rechte“ Teil des Substrates wird dabei zuerst freigesetzt, während der „linke“ Teil kurz am Enzym verbleibt. Die Wissenschaftler haben es sich zum Ziel gesetzt, ein artifizielles Peptid zu entwickeln, das diese „rechten“ Bindetaschen besetzt und so die Protease hemmt.
Mechanismen der Protease-Hemmung
Die Studie belegt, dass 91 verschiedene Endprodukte synthetisiert und biochemisch getestet wurden. Der Mechanismus der Inaktivierung wurde durch Röntgenkristallstrukturanalysen von Enzym-Inhibitor-Komplexen unterstützt. Cathepsin B spielt eine zentrale Rolle in der malignen Progression, indem es Tumorwachstum, Angiogenese, Invasion und Metastasierung in verschiedenen experimentellen Modellen fördert. Daten zeugen von extrem hohen Cathepsin B-Spiegeln in diversen Krebserkrankungen, darunter Brust-, Prostata- und Glioblastomkrebs.
Dies wird durch weitere Forschung gestützt, die über die National Institutes of Health veröffentlicht wurde. Dort wird die Kausalität von Cathepsin B in der Krebsinitiierung und -progression hervorgehoben. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Abwesenheit von Cathepsin B in transgenen Modellen mit erhöhten Apoptoseraten assoziiert ist, was auf seine duale Rolle in der Tumorbiologie hinweist, die sowohl pro-apoptotische als auch anti-apoptotische Effekte umfasst.
Therapeutische Implikationen und zukünftige Forschung
Die bisherigen Ergebnisse unterstreichen Cathepsin B als potenzielles therapeutisches Ziel in der Krebsbehandlung. Studien zeigen, dass die Herunterregulierung dieser Protease die Tumormotilität und -invasion mindern kann. Die Entdeckung verschiedener Promotoren für das Cathepsin B-Gen und deren regulatorische Mechanismen gibt Aufschluss über die biologischen Funktionen dieser Enzyme in der Tumorentwicklung. Diese Erkenntnisse könnten den Grundstein für innovative therapeutische Strategien legen.
Die Herausforderungen bei der gezielten Hemmung von Cathepsin B und anderen Proteasen sind vielschichtig. Die Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass Cathepsin B durch andere Cystein-Proteasen kompensiert werden kann, was die Notwendigkeit für multifaktorielle Behandlungsansätze hervorhebt. Ein saurer Mikroumgebung um Tumoren fördert zudem die Aktivität von Cathepsin B, wodurch die Entwicklung gezielter Therapien weiter komplexer wird.
Schließlich postuliert die Forschungsarbeit in einer weiteren Analyse, dass störende Proteasen zur Krebsentwicklung beitragen, indem sie Schlüsselmechanismen wie ECM-Remodelling und Immunreaktionen beeinflussen. Diese vorläufigen Ergebnisse, abgerundet durch Daten der National Institutes of Health, bestätigen die Notwendigkeit, die Funktionen von Cathepsin B und anderen Proteasen in der Krebsbiologie besser zu verstehen, um neue diagnostische Werkzeuge und therapeutische Optionen zu entwickeln.
