Wie alterndes Brustgewebe das Brustkrebsrisiko beeinflusst

Altern ist ein Privileg, birgt aber auch Risiken – darunter eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, altersbedingte Krankheiten wie Krebs zu entwickeln. Forscher des Jackson Laboratory (JAX) haben einen wegweisenden Atlas darüber erstellt, wie gesundes Brustgewebe altert, und dabei wichtige zelluläre, molekulare und genetische Veränderungen aufgedeckt, die das Gleichgewicht in Richtung Brustkrebsentwicklung kippen lassen könnten. Ihre Ergebnisse, die in Nature Aging veröffentlicht wurden, stellen eine wertvolle Open-Access-Ressource für die wissenschaftliche Gemeinschaft dar, um das Altern und seine Rolle bei einem erhöhten Krebsrisiko zu erforschen.

Altersbedingte Veränderungen der Genexpression im Brustgewebe

Mithilfe modernster Einzelzell- und räumlicher Transkriptomik-Technologien verglichen die Forscher junge weibliche Mäuse mit älteren Mäusen und erstellten eine Karte der Veränderungen in der Zelllandschaft der Brustdrüsen im Laufe der Zeit. Das Team unter der gemeinsamen Leitung von Olga Anczukόw, Ph.D., außerordentliche Professorin am JAX und Co-Programmleiterin des vom National Cancer Institute benannten JAX Cancer Center, fand heraus, dass Epithel-, Immun- und Stromazellen, die für die Erhaltung gesunden Brustgewebes unerlässlich sind, nicht nur in ihrer Anzahl, sondern auch in ihrer molekularen Identität Veränderungen unterliegen.

• Epitheliale Zellen, die die Milchgänge auskleiden und aus denen die meisten Brustkrebserkrankungen entstehen, verlieren ihre Aufgabenbeschreibungen und werden dadurch anpassungsfähiger, aber auch anfälliger für bösartige Tumore.
• Stromazellen, die das Brustgewebe strukturell stützen, verlieren ihre spezialisierte Identität und schaffen so eine chaotische Mikroumgebung, die das Tumorwachstum fördern könnte.
• Immunzellen infiltrieren das alternde Gewebe, aber anstatt vor Krebs zu schützen, neigen diese Zellen zu Entzündungen und Erschöpfung, was die Tumorentwicklung möglicherweise begünstigt.

Aber das ist noch nicht alles. Anczukόw und ihr Team stellten erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen altersbedingten Veränderungen der Genexpression und der Zugänglichkeit des Chromatins in der Brustdrüse her, was sich darauf bezieht, wie dicht oder locker die DNA im Zellkern gepackt ist. Dies beeinflusst, welche Gene ein- oder ausgeschaltet werden können. Veränderungen in der Chromatinstruktur können beispielsweise zu einer Fehlregulation von Genen führen, die an der Zellproliferation, der DNA-Reparatur und der Immunantwort beteiligt sind, – Mechanismen, von denen bekannt ist, dass sie zum Tumorwachstum beitragen.

„Zum ersten Mal haben wir altersbedingte Veränderungen der Genexpression im Brustgewebe mit Veränderungen der Chromatinzugänglichkeit in Verbindung gebracht, dem molekularen „Skript“, das die Genaktivität steuert“, sagte Duygu Ucar, Ph.D., Professorin am JAX und Co-Seniorautorin der Studie. Dies impliziert laut den Forschern, dass mit zunehmendem Alter der Brustzellen Veränderungen in der Chromatinstruktur eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Genaktivität spielen können.

Ein Fahrplan für Prävention und Früherkennung

Um zu sehen, ob diese altersbedingten molekularen Veränderungen bei Mäusen das Brustkrebsrisiko beim Menschen widerspiegeln, verglichen Anczukόw und Ucar und ihre Teams ihre Daten mit den genetischen Profilen menschlicher Brusttumore. Sie stellten fest, dass diese altersbedingten molekularen Signaturen bei Mäusen die Muster, die bei menschlichem Brustkrebs beobachtet werden, genau widerspiegeln – was darauf hindeutet, dass die alternde Mikroumgebung der Brust eine direkte Rolle beim Krebsrisiko spielt und wertvolle Warnsignale liefern kann. „Diese überlappenden Signalwege zu finden, war wirklich aufregend“, so Dr. Brittany Angarola, assoziierte Wissenschaftlerin bei JAX und Mitautorin der Studie. “Es deutet darauf hin, dass altersbedingte Veränderungen im gesunden Gewebe eine krebsfreundlichere Umgebung schaffen könnten, noch bevor sich Tumore bilden.“

Dieser frei zugängliche Atlas ist eine wichtige Ressource für Wissenschaftler weltweit, um zu erforschen, wie das Altern das Krebsrisiko beeinflusst. Der Datensatz ermöglicht es Forschern, potenzielle Biomarker für die Früherkennung zu identifizieren und Strategien für die Prävention und Behandlung zu entwickeln. Diese Studie erweitert nicht nur das Verständnis von Alterung und Krebs, sondern legt auch den Grundstein für zukünftige Forschung zu Interventionen, die das Krebsrisiko in alternden Bevölkerungen senken könnten.