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Die „Warburg Falle“: Ein neuartiger und zielgerichteter Therapieansatz für das Osteosarkom

Das Osteosarkom ist der häufigste bösartige Knochentumor und befällt vor allem die Röhrenknochen von Kindern und jungen Erwachsenen. Obwohl die 5-Jahres-Überlebensrate für nicht-metastasiertes Osteosarkom bei 60-70 % liegt, beträgt sie bei Patienten mit metastasierter oder rezidivierender Erkrankung weniger als 20 %. Leider wurde in den letzten Jahrzehnten keine signifikante Verbesserung des Therapieerfolges erreicht.

Die sogenannte „Warburg-Falle“ bietet einen vielversprechenden Ansatz für eine völlig neuartige Form der Osteosarkomtherapie. Dieser Effekt macht sich zwei Hauptmerkmale von Tumorzellen zunutze: Die Präferenz von Tumorzellen für die anaerobe Glykolyse gegenüber dem oxidativen Phosphorylierungsweg für den Energiestoffwechsel, den sogenannten „Warburg-Effekt“ und als Folge davon eine Umkehrung des pH-Gradienten an der Zellmembran, die durch eine extrazelluläre Ansäuerung und eine intrazelluläre Alkalisierung gekennzeichnet ist.

Mehrere von der „Food and Drug Administration“ (FDA) zugelassene Medikamente, darunter auch das Diabetes-Typ-II-Medikament Metformin, sind in der Lage, den intrazellulären pH-Wert (pHi) von Tumorzellen, aber nicht von normalen Zellen, auf ein für das Überleben kritisches Niveau zu senken. Durch den Einsatz verschiedener Wirkstoffkombinationen bestehend aus H+-Ionophoren und Mitochondrien-Komplex-I (MCI)-Inhibitoren kann dieser Effekt verstärkt werden, wodurch ein irreversibler Zyklus ausgelöst wird, der zum Absterben der Tumorzellen führt. Dieser sich selbst verstärkende Zyklus wurde "Warburg Falle" genannt.

Die Warburg Falle: Induktion des Zelltodes bei Tumozellen durch die Absenkung des intrazellulären pH-Werts mit Hilfe einer Wirkstoffkombination bestehend aus H+-Ionophor und Mitochondrien-Komplex-I Inhibitoren.

Das Hauptziel dieser Studie ist es, die Eignung der „Warburg Falle“ für die Behandlung von Osteosarkomen zu untersuchen. Der Grad der Zytotoxizität, die optimalen Wirkstoffkombinationen und -konzentrationen sowie die Tumorzellspezifität werden in vitro anhand von Osteosarkom-Zelllinien analysiert. Die Effizienz für eine in vivo-Behandlung wird anhand eines Hühner-Chorionallantoismembran (CAM) Assays untersucht.

Analyse von Osteosarkomen durch Fluoreszenzfärbung (Links), in situ Hybridisierung (Mitte) und in vivo CAM-Assay (Rechts).
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