Kann Vitamin C Krebs bekämpfen? Dies ist kein Gerücht im Freundeskreis!

Autor: Han Xiao (Beijing Institute of Genomics, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Der Artikel stammt vom offiziellen Account der Science Academy (ID: kexuedayuan)

Kürzlich schockierte ein Zeitungsartikel mit dem Titel „Vitamin C kann als potenzielles kleines Molekül für die Differenzierungstherapie von Nierenkrebs verwendet werden“ die Öffentlichkeit~~Was? Kann der Verzehr einer Orange bei der Behandlung von Nierenkrebs helfen? Was genau bewirkt Vitamin C?

Vitamin C: Ein Geschenk

Dies beginnt mit den inhärenten Vorteilen von Vitamin C (Vitamin C, im Folgenden als Vc bezeichnet). Vitamin C ist ein wichtiger Nährstoff in unserem täglichen Leben. Frische Datteln, Kiwi, Grapefruit, grüne Paprika, Tomaten, Erdbeeren, Gurken, Zitrusfrüchte usw. sind reich an Vitamin C. Es kann die Immunfunktion des Körpers stärken, die Antioxidation fördern und hat auch eine Schönheitswirkung.

Chemische Formel von Vitamin C (Quelle: Internet)

Im Jahr 1970 veröffentlichte der Nobelpreisträger und Biochemiker Linus Pauling einen Artikel, in dem er feststellte, dass Vitamin C zur Vorbeugung und Behandlung von Krebs eingesetzt werden kann. Danach zweifelten viele Leute an Vcs Talent und es stand einmal im Zentrum der Kontroversen. Die Forschung zum Zusammenhang zwischen Vitamin C und Tumoren hat jedoch nie aufgehört.

Der Hauptgrund für die Hemmung von Tumorzellen durch Vitamin C liegt nach vorliegenden Forschungsergebnissen darin, dass es durch Redoxreaktionen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) produziert, die wiederum Krebszellen abtöten. In klinischen Studien kann dies durch intravenöse Injektionen hoher Dosen an die Patienten erreicht werden, während es bei einfacher oraler Verabreichung schwierig ist, die gleiche Arzneimittelkonzentration im Blut zu erreichen. Dies ist auch der Grund, warum Pauling zwar zunächst die Idee einer Antitumorwirkung von Vitamin C aufstellen konnte, diese in späteren Studien jedoch nicht reproduzieren konnte.

Die bestehende Vc-Antitumorforschung basiert hauptsächlich auf der direkten Abtötung von Krebszellen, was sich im Wesentlichen nicht von der Strahlentherapie, Chemotherapie und der späteren tumorgerichteten Therapie unterscheidet. Gibt es also eine Möglichkeit, Krebszellen nicht direkt abzutöten, sondern sie zu „zähmen“ und ihren bösartigen Phänotyp abzuschwächen? Man kann sagen, dass die Forschung, die ich Ihnen heute vorstellen möchte, die Tür zu einer neuen Welt geöffnet hat.

Niedrig dosiertes Vitamin C kann Nierenkrebs bekämpfen!

Wir wissen, dass Krebspatienten an Vitamin C-Mangel leiden. Daher verwendeten Wissenschaftler Vc und das Vc-Derivat Magnesiumphosphat (dieses Derivat ist stabiler) in physiologischen Konzentrationen (die Plasmakonzentration von Vc bei gesunden Menschen beträgt etwa 100 μM), um Nierenkrebszelllinien zu behandeln. Dabei stellten sie fest, dass die Aktivität des DNA-demethylierenden Enzyms Tets in den Zellen zunahm und dadurch der Spiegel von 5-Hydroxymethylcytosin (5hmC), einer Modifikation der DNA, anstieg. Darüber hinaus hemmte diese niedrig dosierte Behandlung das Wachstum und die Migration von Tumorzellen bis zu einem gewissen Grad!

Welche Strategien hat Vc eingesetzt, um Nierenkrebs erfolgreich zu bekämpfen? Es stellt sich heraus, dass beim klarzelligen Nierenzellkarzinom 5hmC in Tumorzellen im Vergleich zu normalen Zellen allgemein herunterreguliert ist, was eng mit der schlechten Prognose des Patienten zusammenhängt. Das Tets-Enzym kann 5mC oxidieren, um 5hmC zu produzieren, und eine langfristige kontinuierliche Behandlung mit niedrig dosiertem Vc kann die Aktivität des Tets-Enzyms erhöhen, der DNA weitere 5hmC-Modifikationen hinzufügen, ihre epigenetische Struktur neu programmieren und die Bösartigkeit des Tumors verringern. Gleichzeitig hat diese niedrig dosierte Behandlungsmethode nur geringe toxische Nebenwirkungen auf die Zellen.

Funktioniert dieser Ansatz also auch in vivo? In nachfolgenden Tierversuchen stellten die Wissenschaftler fest, dass bei transplantierten Tumoren von Nacktmäusen (künstlich auf immundefiziente Mäuse transplantierte Tumoren) und primär kultivierten Zellen von Patienten mit primärem klarzelligem Nierenkarzinom dieselben Ergebnisse erzielt werden konnten: Die 5hmC-Werte stiegen und die Bösartigkeit der Tumorzellen nahm ab.

Schematische Darstellung der tumorhemmenden Wirkung von Vitamin C (Quelle: Wiederherstellung von 5-Hydroxymethylcytosin durch Ascorbat reduziert das Wachstum von Nierentumoren)

Die Geheimnisse von Vitamin C gegen Krebs: epigenetische und transkriptionelle Neuprogrammierung

Natürlich haben die Wissenschaftler neben diesen offensichtlichen und erfreulichen experimentellen Ergebnissen auch die Sequenzierungsdaten integriert und analysiert. Die methylierte DNA-Immunpräzipitationssequenzierung (hMeDIP-seq) wird verwendet, um DNA-5hmC-Werte zu erkennen. Die H3K27ac-Chromatin-Immunpräzipitationstechnologie (Chromatin Immunoprecipitation, ChIP-seq) wird verwendet, um Super-Enhancer zu identifizieren, die die Genexpression signifikant verbessern können. Super-Enhancer sind eine Reihe regulatorischer Sequenzen auf der DNA. Dabei werden die entsprechenden Gene abnormal aktiviert und effizient transkribiert. Durch die Analyse der hMeDIP-seq-Daten von Nierenkrebszelllinien, die mit Vc und seinen Derivaten in physiologischen Konzentrationen behandelt wurden, konnten die Wissenschaftler das epigenetische Reprogrammierungsmuster von DNA 5hmC deutlich erkennen, das dem gesunder Zellen ähnlicher war.

Nach der Behandlung mit Vc ähnelt das 5hmC-Muster von Nierenkrebszellen eher der 5hmC-Verteilung von normalen Gewebezellen (Quelle: Wiederherstellung von 5-Hydroxymethylcytosin durch Ascorbat reduziert das Wachstum von Nierentumoren).

Wo also scheint dieses 5hmC die Linderung der Symptome von Nierenkrebs zu erleichtern? Eine weitere Überprüfung durch ChIP-seq-Sequenzierung ergab, dass in Nierenkrebszellen, die über einen langen Zeitraum mit Vc und seinen Derivaten behandelt wurden, hochregulierte 5hmC-Bereiche hauptsächlich in Enhancer-Regionen auftraten, insbesondere in Super-Enhancern, die mit Nierengewebe in Zusammenhang stehen. Die von diesen Super-Enhancern regulierten Gene konzentrieren sich hauptsächlich auf den HIF-Signalweg, der eng mit dem Auftreten von klarzelligem Nierenkarzinom zusammenhängt. Mit anderen Worten: Vc kann eine Rolle bei der Krebsbekämpfung spielen, indem es die mit dem Nierengewebe in Zusammenhang stehenden Super-Enhancer durch Veränderungen der 5hmC-Modifikation reguliert. Änderungen der DNA-5hmC-Modifikation führen letztendlich zu Änderungen der Genexpression.

Durch die Ergebnisse dieser Datenanalysen können wir feststellen, dass Vc und seine Derivate eine 5hmC-Reprogrammierung in Nierenkrebszellen induzieren und den Differenzierungszustand von Nierenkrebszellen verändern können. Insgesamt stellt Vitamin C den ursprünglichen Zustand der Nierenkrebszellen wieder her und verhindert, dass diese sich ungehindert ausbreiten und überall Schaden anrichten.

Zukunftsaussichten

Diese äußerst aussagekräftige Studie bestätigte zum ersten Mal in Nierenkrebszellen, dass Vc den 5hmC-Spiegel erhöhen kann, indem es die Aktivität des Tets-Enzyms fördert, die DNA in einen „normalen“ Zustand umprogrammiert und so den malignen Phänotyp von Nierenkrebszellen umkehrt und eine Antitumorwirkung ausübt. Diese Entdeckung liefert nicht nur neue Ideen und potenzielle neue Strategien für die Behandlung von Nierenkrebs, sondern liefert auch die neuesten Beweise für die wichtige Rolle der Epigenetik bei der Tumorbehandlung.

Dieser Erfolg wurde von der Forschungsgruppe von Ci Weimin vom Beijing Genomics Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Forschungsgruppe von Zhou Liqun vom Peking University First Hospital erzielt und online in der Zeitschrift EMBO Reports unter dem Titel „Restoration of 5-hydroxymethylcytosine by ascorbate reduces kidney tumour growth“ veröffentlicht. Für diese Forschung wurde ein Patent angemeldet. Mittlerweile wurde in Kooperationseinrichtungen eine prospektive Studie zur Kombination von Vc und zielgerichteten Medikamenten zur Behandlung des klarzelligen Nierenzellkarzinoms gestartet. Sie zeigt, dass die Aussichten für den Einsatz von Vc und seinen Derivaten in zukünftigen klinischen Behandlungen günstig sind, entweder allein oder in Kombination mit zielgerichteten Behandlungen des klarzelligen Nierenkarzinoms.