Unser Gehirn sendet und empfängt Signale zu und von (fast) allen Organen und Regionen unseres Körpers. Wir brauchen unsere Nerven nicht nur für Bewegung und Empfindung, Nerven sind auch von wesentlicher Bedeutung für die Regulation und das Funktionieren der inneren Organe und Gewebe. Tatsächlich sind Nerven ebendort an den verschiedensten Prozessen beteiligt, so an Reparatur, Regeneration, Wachstum und immunologischen Abwehrvorgängen [1]. Es sollte daher nicht überraschen, dass auch (bösartige) Tumore von Nerven erreicht und durchdrungen werden und dass über Nerven eine Beeinflussung von Tumorentstehung und -wachstum stattfinden kann. Tatsächlich gibt es mittlerweile ein eigenes Forschungsfeld (Tumor Neurobiology oder Cancer Neuroscience), das sich mit diesen Zusammenhängen beschäftigt [2, 3].
Lungenkrebs aktiviert afferente vagale Neurone
Unlängst konnten ForscherInnen in Pennsylvania eine Achse beschreiben, über die eine Kommunikation zwischen Lungenkrebs und Gehirn stattfindet, und über deren rückwirkende Signale das Immunsystem im Bereich des Tumors so ausgebremst wird, dass der Krebs ungehindert wachsen kann [4]. In dem in diesem Forschungsprojekt studierten experimentellen System (einem Mausmodell) kam es zur Aktivierung bestimmter vagaler Neurone durch Lungenkrebs. Es handelt sich um sogenannte Npy2r+ Neurone. Der Vagusnerv ist nicht nur der Hauptträger des parasympathischen Nervensystems, mit seiner Funktion der Herstellung eines Ruhemodus im Organismus (über den Neurotransmitter Acetlycholin), sondern leitet auch umgekehrt Signale von der Peripherie in das Gehirn. Tatsächlich sind 80% der Fasern des Nervus vagus afferente Fasern [5], also solche, die Signale vom Körper zum Gehirn senden (im Unterschied zu efferenten Fasern, die Signale den umgekehrten Weg transportieren, also vom Gehirn zum Körper. Anmerkung: „Körper“ wird hier als Bezeichnung synonym zu Körperperipherie verwendet, also Organismus exklusive Zentralnervensystem).
Die Npy2r+ Neurone des Vagusnerven, die die Lunge innervieren (die also Signale von dort aufnehmen) sind langsam leitende, sogenannte C-Fasern und exprimieren Rezeptoren (gewissermaßen Antennen an der Zelloberfläche) für Neuropeptid Y (können also über Neuropeptid Y aktiviert werden). Diese Fasern sind physiologischerweise wesentlich an der Atemregulation beteiligt [5], können aber in der Krebsentstehung von malignen Zellen für ihre Zwecke zwangsrekrutiert werden.
Der Kreislauf über das Gehirn
Werden diese afferenten Neurone quasi mißbräuchlich durch den Lungenkrebs aktiviert, senden sie Signale zum Gehirn, verschalten diese dann in einer bestimmten Region des Hirnstammes, dem Nucleus tractus solitarii und führen über eine weitere Verschaltung zur Stimulation efferenter sympathischer Fasern. Diese efferenten Neurone senden dann ihrerseits Signale vom Gehirn zurück in die Region des Tumors und können dort, über den Neurotransmitter Noradrenalin, das Lungenkrebswachstum befördern.
Das Immunsystem am anderen Ende der Leitung
Das Noradrenalin aus den efferenten sympathischen Fasern scheint die Aktivität von Makrophagen (also der Freßzellen des Immunsystems) über β2-adrenerge Rezeptoren so zu modifizieren, dass ein immunsuppressiver Effekt resultiert [4]. Letztlich kommt über die modifizierten Makrophagen eine Beeinträchtigung der T-Zell Abwehr gegen den Tumor zustande. Die Autoren der Arbeit konnten also zeigen, dass Lungenkrebszellen im Mausmodell über den beschriebenen neuronalen Kreislauf eine Immunblockade induzieren, die das Tumorwachstum befördert.
Dass Nerven über die Ausschüttung von Neurotransmittern das Krebswachstum beeinflussen können, war schon aus früheren Untersuchungen bekannt. Das Neue an dieser Arbeit ist die Beschreibung eines neuronalen Kreislaufes über das Gehirn, der eine Rolle in der Krebsentwicklung spielt. Auf ein paar Lücken im Vorstellungsmodell sei hier hingewiesen: Es wurde nicht beschrieben, durch welche Mechanismen die Npy2r+ Neuronen im Tumor-Mikroenvironment aktiviert werden. Auch ist nicht bekannt, wie und wodurch die über β2-adrenerge Rezeptoren modifizierten Makrophagen die T-Zell Immunität blockieren. Man könnte aus den Ergebnissen dieser Arbeit schließen, dass der Einsatz von Betablockern bei LungenkrebspatientInnen einen günstigen Einfluss haben müsste (durch Aufhebung oder zumindest Abschwächung der Wirkung des Noradrenalins auf Lungenmakrophagen). Tatsächlich gibt es einige Studien, die einen solchen Zusammenhang nahelegen, insgesamt sind die Daten dazu aber nicht überzeugend [6].
Ein kleiner Teil des großen Ganzen
Wir lernen, dass es neuronale Kreisläufe gibt, die Krebs und das Gehirn verbinden, andererseits sehen wir, dass dieses Modell nur einen kleinen Aspekt der Wirklichkeit beschreibt. Der dargestellte Mechanismus muß in Zusammenhang mit den komplexen Abläufen im Organismus interpretiert werden, in denen auf verschiedenen Ebenen und mit verschiedenen molekularen Schaltern Signale generiert und transportiert werden. Das Bild, das wir aus einem artifiziellen Systemen gewinnen, ist immer nur ein Teilaspekt des großen Ganzen und kann der Komplexität der wirklichen Abläufe nicht vollständig gerecht werden. Mit jeder neuen Erkenntnis verändert, oder besser, vervollständigt sich aber das Bild, das wir von der Wirklichkeit haben. Und indem wir so jedesmal ein bisschen klüger werden, verbessern wir unsere Chancen, Krebs erfolgreich behandeln zu können.