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Pflanzliche Wirkstoffe gegen Krebsstammzellen

Viele Befunde deuten darauf hin, dass der Verzehr von Kohlgemüse mit seinem Reichtum an Senfölglykosiden eine krebshemmende Wirkung hat. Heidelberger Forscher haben jetzt nachgewiesen, dass Sulforaphan, ein Senföl aus Brokkoli, einen Signalweg blockiert, der Tumorstammzellen resistent gegen Chemotherapeutika macht. Durch Gabe von Sulforaphan können im Tiermodell die Therapieresistenz und Metastasierung von Bauchspeicheldrüsenkrebs verhindert werden.

Verschiedene Kohlgemüse mit hohem Anteil an Senfölglykosiden. © Universitätsklinikum Heidelberg

Charakteristisch für die große Pflanzenordnung der Brassicales (Kreuzblütlerartige), zu der die Pflanzenfamilie Kreuzblütler (Brassicaceae; früher als Cruciferae bezeichnet) mit der Gattung Kohl (Brassica) und ihre Verwandten gehören, sind bestimmte schwefelhaltige Inhaltsstoffe, die Senfölglykoside. Sie dienen der Abwehr von Fressfeinden und werden in den Vakuolen besonderer Zellen der Blätter, Stängel oder Wurzeln gespeichert. Kommt es zu einer Verletzung der Zellen, zum Beispiel durch Fäulnis, Insektenbefall oder Raupenfraß, wird durch bestimmte, im Zytoplasma der Pflanzenzellen lokalisierte Enzyme (Myrosinasen) von den aus den Vakuolen freigesetzten Senfölglykosiden die Zuckerkomponente abgespalten. Aus dem schwefelhaltigen Rest entstehen Senföle (Isothiocyanate), die den Pflanzen einen scharfen oder bitteren Geschmack und manchmal auch stechenden Geruch verleihen.

Man hat bei den Kohlgewächsen mehr als 150 verschiedene Senfölglykoside nachgewiesen, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Mengen vorkommen. Viele Vertreter dieser Pflanzengruppe werden vom Menschen für die Ernährung oder als Gewürze genutzt, darunter Senf, Meerrettich, Kresse, Raps, Rauke (Rucola), Rettich und Radieschen sowie Kohlrabi, Brokkoli, Blumenkohl und alle anderen Kohlsorten auch.

Schon in der Heilkunst der griechisch-römischen Antike und in der traditionellen chinesischen Medizin wurde den Kohlgewächsen eine heilsame Wirkung zugeschrieben, die von der modernen Medizin durch Ernährungsstudien und experimentelle pharmakologische Untersuchungen bestätigt worden ist. Als besonders interessant hat sich unter den vielen getesteten Substanzen das Senfölglykosid Glukoraphan erwiesen, aus dem das aktive Isothiocyanat Sulforaphan abgespalten wird. Die Substanz war 1992 erstmals aus Brokkoli, wo sie in hohen Konzentrationen vorkommt, isoliert und beschrieben worden.

Vielfältige Schutzfunktionen von Sulforaphan

Prof. Dr. Ingrid Herr © Universitätsklinikum Heidelberg

Die Wirkung von Sulforaphan bei Krebskrankheiten und seine Verwendung als Therapeutikum ist ein Forschungsschwerpunkt von Prof. Dr. Ingrid Herr und ihrer Arbeitsgruppe “Molekulare OnkoChirurgie”, einer Kooperationseinheit zwischen der Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum. Ein krebshemmender Einfluss der Substanz war in den letzten zehn Jahren schon häufig beschrieben worden, so bei Leukämien und Melanomen sowie bei Dickdarm- und Lungenkrebs. Diese Befunde stimmen auch mit Ernährungsstudien überein, in denen gefunden wurde, dass mit dem häufigen Verzehr von Brokkoli und anderen Kohlgemüsen das Risiko deutlich herabgesetzt ist, an Brustkrebs zu erkranken. Bei Prostatakrebs schien bei entsprechender Ernährung das Risiko, Metastasen zu bilden, um die Hälfte verringert zu sein. Die molekularen Mechanismen, auf denen die Wirkung von Sulforaphan beruht, blieben jedoch umstritten.

Sicher ist, dass Sulforaphan - ein starkes Antioxidans - an verschiedenen Stellen im Stoffwechsel eingreift, beispielsweise durch Stimulation des programmierten Zelltodes (Apoptose), durch Blockierung der Zellteilung, durch Aktivierung von Entgiftungsenzymen in der Leber (sogenannte Phase-II-Enzyme der Biotransformation) sowie durch Stimulation der Glutathion-Biosynthese und antioxidierender Enzyme, die für die Neutralisierung von freien Radikalen verantwortlich sind. Alle diese Mechanismen können bei den für die Krebsentstehung entscheidenden Prozessen eine Rolle spielen.

Ingrid Herr und ihre Mitarbeiter haben in Experimenten an Krebszellen und an Mäusen gezeigt, dass Sulforaphan den NF-κB-Signalweg blockiert, der wahrscheinlich für diese unterschiedlichen Aktionen von zentraler Bedeutung ist. NF-κB („nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B-cells“) ist ein in nahezu allen Zelltypen vorkommender Transkriptionsfaktor, der durch die Bindung an Regulationssequenzen auf der DNA die Expression zahlreicher Gene beeinflusst. Neben seiner Bedeutung für die Immunantwort durch B-Lymphozyten, für die Zellvermehrung und die Apoptose ist der NF-κB-Signalweg von entscheidender Bedeutung bei Entzündungsprozessen.

Synergie-Effekte bei Bauchspeicheldrüsenkrebs

Pankreaskarzinom; histologisches Präparat. © Pathologie, Universitätsklinikum Heidelberg

An der Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg ist das Europäische Pankreaszentrum eingerichtet worden, an dem die Bemühungen um eine Verbesserung der Therapie für Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs (Pankreaskarzinom) fokussiert werden. Dieser gehört zu den Krebserkrankungen mit den schlechtesten Prognosen. Oft wird die Erkrankung erst in fortgeschrittenem Stadium erkannt, und in etwa 95 Prozent der Fälle sterben die Patienten innerhalb eines Jahres nach der Diagnose.

Der Tumor ist weitgehend resistent gegenüber einer Behandlung mit etablierten Chemotherapeutika und hat eine starke Tendenz zu metastasieren. Wie Ingrid Herr erklärt, sind allein die Vorläuferzellen des Tumors, die Krebsstammzellen, dafür verantwortlich, „dass der Tumor unkontrollierbar wächst, in weitere Organe streut und resistent gegenüber gängigen Krebstherapien ist“ (s. "Preisgekrönte Forschungsergebnisse: Wie Brokkoli-Wirkstoffe die Krebstherapie unterstützen", Link rechts). Die Untersuchungen der Heidelberger Wissenschaftler haben gezeigt, dass sich diese Krebsstammzellen vor den Chemotherapeutika durch die Aktivität des NF-κB-Signalweges schützen.

Durch Sulforaphan konnten Herr und ihr Team den Signalweg blockieren und die Pankreaskrebs-Stammzellen für den Angriff von Chemotherapeutika sensibilisieren. An Mäusen mit transplantierten Stammzellen menschlicher Pankreaskarzinome prüften die Forscher auch, ob Sulforaphan aufgrund seiner antioxidativen Eigenschaften die Wirkung einer Chemotherapie abschwächt, wie es zur Zeit bei antioxidativ wirkenden Vitaminen diskutiert wird. Die Tierversuche zeigten das Gegenteil: Sulforaphan verstärkte die Wirksamkeit der Medikamente gegen die Krebsstammzellen, und zwar ohne zusätzliche Nebenwirkungen auf gesunde Zellen oder Organe. Wenn die Mäuse eine Kombinationstherapie aus einem Chemotherapeutikum wie Sorafenib zusammen mit Sulforaphan erhielten, wurden das Wachstum des Tumors gestoppt und seine Metastasierung verhindert. Um diese ermutigenden Ergebnisse von Laborversuchen auf die Situation von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs übertragen zu können, sind jedoch klinische Studien erforderlich.

Nahrungsmittel gegen Krebs

Brokkoli-Gemüse, eine ergiebige Quelle von Sulforaphan. © E. Jarasch

Aus den bisherigen Befunden lässt sich - zusammen mit den erwähnten Ernährungsstudien - schließen, dass die Aufnahme des Brokkoli-Inhaltsstoffs Sulforaphan bei einer Erkrankung am Pankreaskarzinom und wohl auch anderen Krebsarten einen positiven Effekt hat. Möglicherweise hat Sulforaphan sogar eine vorbeugende Wirkung. Es gibt außerdem zahlreiche Untersuchungen, die zeigen, dass pflanzliche Senfölglykoside und ihre Abkömmlinge wie Sulforaphan auch bei Infektionen durch Bakterien oder Viren und anderen Krankheiten helfen können.

In einem Informationsblatt des Universitätsklinikums Heidelberg für Patienten (s. Link oben rechts) gibt Prof. Ingrid Herr Hinweise, wie man ausreichende Mengen an Wirkstoff durch Verzehr von Brokkoli und anderen Kohlsorten zu sich nehmen kann. Es werden auch Tipps gegeben, wie man Brokkoli-Sprossen, die besonders reich an Sulforaphan sind, selbst züchten kann. Im Internet werden auch Sulforaphan-Präparate (Extrakte oder gefriergetrocknete Sprossen) angeboten. Es wird aber geraten, sich nicht nur auf eine Quelle oder Darreichungsform zu beschränken. Man hat inzwischen für eine ganze Reihe anderer Pflanzenstoffe nachgewiesen, dass sie gegen Tumorstammzellen wirken können. Einer davon ist das ebenfalls in Kohlgemüse (aber auch vielen anderen Obst- und Gemüsesorten) enthaltene Polyphenol Quercetin. Die Heidelberger Krebsforscher empfehlen daher eine ausgewogene, überwiegend pflanzliche Ernährung mit hohem Rohkostanteil, um eine breitgefächerte Wirkstoffmischung gegen Tumorstammzellen aufzunehmen.

Publikation:
Kallifatidis G, Labsch S, Rausch V, Mattern J, Gladkich J, Moldenhauer G, Büchler MW, Salnikov AV, Herr I: Sulphoraphane increases drug-mediated cytotoxicity toward cancer stem-like cells of pancreas and prostate. Molecular Therapy (2011), 19 (1), 188-195.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/pflanzliche-wirkstoffe-gegen-krebsstammzellen/