Tumore in Fruchtfliegen zeigen systemische Probleme auf

Tumore können nicht nur dort, wo sie wachsen, Probleme verursachen, sondern auch im gesamten Körper. Wenn jemand Krebs hat, können diese Tumore zu verschiedenen Gesundheitsproblemen führen, indem sie Muskeln, Nerven und andere Organe beeinträchtigen. Während das Tumorwachstum viel untersucht wurde, haben die Auswirkungen von Tumoren auf andere Körpersysteme nicht so viel Aufmerksamkeit erhalten. Neueste Studien an Fruchtfliegen (Drosophila) haben neue Möglichkeiten geschaffen, zu verstehen, wie Tumore den Körper auf Weisen beeinflussen können, die wir vorher nicht ganz verstanden haben.

#Tumoreffekte bei Fruchtfliegen

Fruchtfliegen sind ein nützliches Modell, um die Effekte von Tumoren zu studieren. Forscher haben herausgefunden, dass Fruchtfliegen mit Tumoren viele ähnliche Probleme teilen, die auch menschliche Krebspatienten erleben. Zum Beispiel können Fliegen mit Tumoren Gewicht verlieren, Probleme mit der Blutgerinnung haben, weniger Hunger verspüren und Veränderungen in ihrer Immunreaktion zeigen. Viele dieser Probleme hängen mit spezifischen Molekülen zusammen, die sowohl bei Fliegen als auch bei Menschen ähnlich sind.

Eines der ersten erkannten Symptome bei Fliegen mit Tumoren ist ein ungewöhnlich grosser Bauch, der mit Flüssigkeit gefüllt ist. Dieser Zustand, beschrieben als "Aufblähung", beinhaltet tatsächlich eine Ansammlung von überschüssiger Flüssigkeit statt von Gas. Die Art und Weise, wie Fliegen Flüssigkeit in ihren Körpern verwalten, erfolgt durch Strukturen, die Malpighische Röhren genannt werden, die den Nieren bei Menschen ähnlich sind. Diese Röhren helfen, ein stabiles inneres Millieu zu erhalten, indem sie die Flüssigkeitsniveaus kontrollieren.

#Wie Flüssigkeitsmanagement bei Fliegen funktioniert

Bei Fliegen fungieren Malpighische Röhren wie Nieren. Sie kontrollieren die Menge an Flüssigkeit im Körper, indem sie Abfall filtern und ausscheiden. Ähnlich wie unsere Nieren arbeiten diese Röhren, um die Flüssigkeitslevels mit einem einzigartigen System im Gleichgewicht zu halten. Anstatt eines geschlossenen Kreislaufsystems wie bei Menschen haben Fliegen ein offenes System, in dem die Flüssigkeit frei zwischen den Organen fliesst.

Forschungen haben gezeigt, dass Malpighische Röhren bei Fliegen durch Tumore beeinträchtigt werden können, was zu verschiedenen Gesundheitsproblemen führt. Insbesondere beginnen Studien zu erkunden, wie die Anwesenheit von Tumoren die normale Funktion dieser Röhren stören kann, was zu einer Flüssigkeitsansammlung führt.

#Beobachtung der Flüssigkeitsansammlung

Als Wissenschaftler Fruchtfliegen mit Tumoren betrachteten, bemerkten sie, dass Flüssigkeit in ihren Körpern zu accumulieren begann. Sie untersuchten verschiedene Arten von Fliegentumoren und fanden heraus, dass die Fliegen geschwollene Bäuche und ein erhöhtes Körpergewicht aufgrund dieser Flüssigkeitsansammlung zeigten. Auch wenn Tumore hauptsächlich in bestimmten Bereichen wachsen, können sie dennoch Probleme bei der Fähigkeit der Fliegen schaffen, überschüssige Flüssigkeit aus dem Körper zu entfernen.

Forscher testeten die Funktion der Malpighischen Röhren bei diesen tumortragenden Fliegen und fanden heraus, dass ihre Fähigkeit, Flüssigkeit auszuscheiden, erheblich beeinträchtigt war. Diese Beeinträchtigung deutet darauf hin, dass die Tumoren die Röhren direkt beeinflussen, was zu einem Zustand führt, der mit Nierenproblemen bei Menschen mit Krebs vergleichbar ist.

#Ursachen des Flüssigkeitsungleichgewichts

Es wurde auch untersucht, ob Veränderungen in der Körperflüssigkeit (Hämolymphe) die Ansammlung von Flüssigkeit verursachen könnten. Zum Beispiel könnten höhere Zuckergehalte in der Körperflüssigkeit zu Flüssigkeitsproblemen führen. Allerdings schien es nicht zu der gleichen Flüssigkeitsansammlung zu führen, die bei Fliegen mit Tumoren zu sehen war, nur weil sie mehr Zucker in ihrer Ernährung hatten. Stattdessen produzierten die tumortragenden Fliegen auch weniger Abfall, was auf Probleme bei der Flüssigkeitsentfernung hindeutete.

Um dies weiter zu erkunden, führten Wissenschaftler Tests durch, um zu verstehen, wie gut die Malpighischen Röhren in Anwesenheit von Tumoren arbeiten konnten. Sie entdeckten, dass diese Röhren ihre normale Funktion verloren, was darauf hindeutet, dass das Tumorwachstum zu Problemen innerhalb der Röhren führte, unabhängig von äusseren Einflüssen.

#Zellproliferation in den Röhren

Bei der Untersuchung der Röhren fanden die Forscher heraus, dass sie zu viele Zellen enthielten, die wahrscheinlich die Strukturen, die für die Flüssigkeitsausscheidung gedacht sind, verstopften. Die beteiligten Zelltypen umfassen sowohl Hauptzellen, die Flüssigkeit transportieren, als auch kleinere renale Stammzellen (RSCs), die sich vermehren können. Während gesunde Fliegen nur wenige RSCs haben, sahen die Forscher, dass bei Fliegen mit Tumoren diese Stammzellen unerwartet zu proliferieren begannen.

Die Tumoren schienen diese normalerweise ruhenden RSCs zu aktivieren, was zu einer falschen Art von Zellwachstum führte. Diese unangemessene Zellproliferation kann den Fluss innerhalb der Röhren blockieren und so noch mehr Flüssigkeit im Körper aufbauen.

#Die Rolle der Entzündung

Eines der Hauptsignale, das zelluläre Reaktionen und Wachstum aktiviert, nennt sich JAK/STAT-Signalgebung, die bei Fliegen mit Tumoren überaktiv war. Dieser Signalweg beeinflusst verschiedene Zellen in den Röhren, was zu deren Funktionsstörungen führt. Die Forscher hoben hervor, dass die Anwesenheit von Tumoren erhebliche Veränderungen in der Form und Funktion von Zellen verursachte, die entscheidend für die Flüssigkeitsregulation sind.

Die aktivierten Zellen in tumortragenden Fliegen scheinen ihre gewohnte Form und Funktion zu verlieren. Als Wissenschaftler diesen Signalweg künstlich aktivierten, beobachteten sie ähnliche Flüssigkeitsprobleme bei Fliegen ohne Tumoren, was darauf hindeutet, dass die Entzündung eine treibende Kraft hinter dem Problem der Flüssigkeitsretention war.

#Tumorzytokine und Flüssigkeitsregulation

Tumoren produzieren Chemikalien, die Zytokine genannt werden und die umgebende Zellen beeinflussen können. Im Fall der Fruchtfliegen produzieren sie Unpaired (Upd) Zytokine, die die normalen Funktionen der Malpighischen Röhren stören können. Als die Forscher diese Zytokine entfernten, fanden sie heraus, dass die Flüssigkeitsprobleme abnahmen, was darauf hindeutet, dass diese tumorabgeleiteten Signale erheblich zu den beobachteten Flüssigkeitsproblemen beitragen.

Im Wesentlichen manipulieren die Tumoren die Homöostase der Fliegen, was zu einer Unfähigkeit führt, die Flüssigkeitsniveaus angemessen zu verwalten. Die Auswirkungen der Upd-Zytokine auf die Röhren waren klar, da sie Signalwege aktivierten, die dazu führten, dass Stammzellen sich vermehrten, was zu mehr Flüssigkeitsretention führte.

#Fazit

Durch diese Ergebnisse wird deutlich, dass Krebs signifikante systemische Probleme verursachen kann, die über den Tumor selbst hinausgehen. Fruchtfliegen dienen als wertvolles Modell, um zu verstehen, wie Tumoren Veränderungen hervorrufen, die die normalen Körperfunktionen stören. Zukünftige Forschungen könnten helfen, die spezifischen Signale zu entschlüsseln, die dazu führen, und den Weg für ein besseres Verständnis paraneoplastischer Syndrome bei Menschen ebnen.

Während Wissenschaftler weiterhin diese Interaktionen und Mechanismen im Modell der Fruchtfliege untersuchen, hoffen sie, wichtige Einblicke in die Krebs-assoziierte Flüssigkeitsdysregulation zu gewinnen. Zu verstehen, wie Tumoren nicht nur sich selbst, sondern auch die umgebenden Systeme beeinflussen, kann tiefere Einblicke in die Behandlung und das Management von krebserzeugenden Komplikationen geben.