Aerobic-Übungen 5 Mal pro Woche für jeweils 30 Minuten können das Krebsrisiko um 50 % senken

In einer neuen Studie haben Forscher der NYU Grossman School of Medicine und des MD Anderson Cancer Center der University of Texas herausgefunden, dass aerobes Training das Immunsystem neu programmieren kann, um das Wachstum von Bauchspeicheldrüsentumoren zu reduzieren und die Wirkung der Immuntherapie zu verstärken. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden am 2. Juni 2022 online in der Fachzeitschrift Cancer Cell unter dem Titel „Exercise-induced engagement of the IL-15/IL-15Rα axis promotes anti-tumor immunity in pancreatic cancer“ veröffentlicht.

Die neue Forschung liefert neue Erkenntnisse darüber, wie das Immunsystem von Säugetieren, das darauf ausgelegt ist, fremde Eindringlinge wie Bakterien anzugreifen, auch Krebszellen als abnormal erkennen kann. Die Autoren zeigen, dass der durch körperliche Betätigung erhöhte Adrenalinspiegel zu Veränderungen im Immunsystem führt, einschließlich der Aktivität von Zellen, die auf das Signalprotein Interleukin-15 (IL-15) reagieren.

Die Autoren sagen, dass biologische Systeme, die Krankheiten bekämpfen und Gewebe reparieren, mit der IL-15-Signalgebung verflochten sind, die je nach Kontext entweder die Muskelregeneration nach dem Training fördern oder Immunangriffe auf Bauchspeicheldrüsenkrebszellen verstärken kann.

Die neue Studie ergab, dass körperliche Betätigung das Überleben IL-15-sensitiver CD8-T-Zellen förderte und ihre Homing-Aktivität zu duktalen Pankreasadenokarzinom-Tumoren (PDAC) bei Mäusen verdoppelte. Andere Studien haben gezeigt, dass solche „Effektor“-T-Zellen Krebszellen abtöten. Andere Tests ergaben, dass 30 Minuten Aerobic-Training fünfmal pro Woche die Krebsbildung bei einem PDAC-Mausmodell um 50 Prozent reduzierten, während drei Wochen Laufen auf dem Laufband bei einem anderen Mausmodell das Tumorgewicht um 25 Prozent reduzierten.

Die Autoren stellten dann fest, dass bei den menschlichen Patienten, die an der klinischen Studie „Präoperative Rehabilitation während der neoadjuvanten Therapie bei Bauchspeicheldrüsenkrebs“ teilnahmen, diejenigen, die vor der chirurgischen Entfernung von Bauchspeicheldrüsentumoren Sport trieben, mehr CD8-Effektor-T-Zellen hatten, die ein Protein namens Granzym B exprimierten, das die Fähigkeit verleiht, Tumorzellen abzutöten. Darüber hinaus zeigten Patienten, die in der 2017 begonnenen Studie Sport trieben und mehr dieser Zelltypen besaßen, über einen Zeitraum von fünf Jahren eine um 50 Prozent höhere Gesamtüberlebensrate als Patienten mit weniger dieser Zellen.

„Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, wie sich aerobes Training auf das Immunmikroumfeld in Pankreastumoren auswirkt“, sagt Dr. Emma Kurz, Erstautorin des Artikels von der NYU Grossman School of Medicine. „Diese neue Forschung hilft aufzuzeigen, wie die Aktivierung der IL-15-Signalisierung bei Bauchspeicheldrüsenkrebs in Zukunft ein wichtiger therapeutischer Ansatz sein könnte.“

Verbesserung des Behandlungserfolgs

In den letzten Jahren wurde die Rolle der IL-15-Signalgebung bei Tumoren immer deutlicher. Daher haben auch andere Wissenschaftler versucht, Krebs durch die direkte Verabreichung des Proteins zu behandeln. Dies erhöht jedoch leider das Risiko systemischer Entzündungsschäden. Anschließend wurden in diesem Fachgebiet Behandlungen entwickelt, die auf der Tatsache basieren, dass Signalproteine ​​wie IL-15 wie ein Schlüssel in ein Schloss in ein Rezeptorprotein (IL-15Rα) auf der Oberfläche von Ziel-T-Zellen oder NK-Zellen passen. Neue Arzneimittelkandidaten ahmen diese Art der „Schlüssel-Schloss“-Interaktion nach, um Informationen zur Aktivierung der Zielzellen zu liefern.

Novartis Pharmaceuticals entwickelt derzeit einen „Superagonisten“ namens NIZ985, der die Signalübertragung im IL-15/IL-15Rα-Signalweg verbessern und gleichzeitig das Potenzial für schädliche Entzündungseffekte verringern soll. Dieser Ansatz wurde noch nicht an einer großen Zahl von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs getestet.

In der neuen Studie stellten Kurz und Kollegen fest, dass sowohl aerobes Training als auch die Behandlung mit NIZ985 die Wirksamkeit der Chemotherapie und eines bestehenden Medikaments, das den PD-1-Rezeptor bei Mäusen blockiert, steigerten. Um normale Zellen vor Immunangriffen zu schützen, verwendet das Immunsystem „Immun-Checkpoints“ auf der Oberfläche von Immunzellen, wie beispielsweise PD-1, die diese abschalten, wenn sie die richtigen Signale empfangen. Krebszellen kapern diese Immun-Checkpoints und führen zu Fehlfunktionen der Immunantwort.

Bild aus Cancer Cell, 2022, doi:10.1016/j.ccell.2022.05.006.

Medikamente, die die PD-1-Funktion blockieren, können Tumore für Immunzellen wieder „sichtbar“ machen, haben jedoch wenig Wirkung auf das duktale Adenokarzinom des Pankreas, bei dem die Fünfjahresüberlebensrate 10 % beträgt. Die Autoren stellten fest, dass die PD-1-Blockade die Anzahl der IL-15-reaktiven, krebsabtötenden CD8+-T-Zellen in Maustumoren allein um 66 % erhöhte, in Kombination mit körperlicher Betätigung jedoch um 175 %. Darüber hinaus stellten sie fest, dass die Kombination des IL-15-Superagonisten NIZ985 und der PD-1-Hemmtherapie die Überlebensrate von Mäusen mit fortgeschrittenem Bauchspeicheldrüsenkrebs um 100 % erhöhte.

„Unsere Studie zeigt, dass körperliche Betätigung und die damit verbundene IL-15-Signalgebung die Reaktionsfähigkeit behandlungsresistenter Pankreastumoren auf immunbasierte Therapien steigern können“, sagt die leitende Autorin Dafna Bar-Sagi, MD, PhD, stellvertretende Dekanin der NYU Grossman School of Medicine. „Selbst leichte körperliche Betätigung kann die Tumorumgebung grundlegend verändern. Dies lässt darauf schließen, dass dieser Ansatz Potenzial für die Behandlung von Patienten mit einer verheerenden Krankheitslast und wenigen Behandlungsmöglichkeiten hat.“

Als Ergebnis der neuen Studie arbeiten die Autoren mit Dr. Paul Oberstein, dem Leiter der Abteilung für gastrointestinale Onkologie an der Grossman School of Medicine der NYU, und Mitgliedern des Riske Institute for Rehabilitation Medicine zusammen, um eine klinische Studie einzuleiten, die die Auswirkungen von körperlicher Betätigung auf das Immunsystem von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs untersuchen soll. Darüber hinaus plant das Team, die potenzielle Wirksamkeit der Kombination von IL-15-Superagonisten mit Chemotherapie gegen Pankreastumoren weiter zu untersuchen.

Quellen:

Emma Kurz et al. Durch körperliche Betätigung hervorgerufene Aktivierung der IL-15/IL-15Rα-Achse fördert die Anti-Tumor-Immunität bei Bauchspeicheldrüsenkrebs. Krebszelle, 2022, doi:10.1016/j.ccell.2022.05.006.