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In unseren Getränken und Lebensmitteln findet sich immer mehr Fruchtzucker, meist in Form von fruktosehaltigem Maissirup. Dadurch haben wir in den letzten Jahrzehnten deutlich mehr Fruktose aufgenommen. Zeitgleich stieg die Zahl der Krebserkrankungen. Nun haben Mediziner einen möglichen Zusammenhang zwischen diesen beiden Trends gefunden. Wie sie in „Nature“ berichten, lässt eine fruktosehaltige Ernährung Tumore schneller wachsen. Zwar können die Krebszellen den Zucker nicht selbst verstoffwechseln. Sie profitieren aber davon, dass die Leber es kann und daraus Lipide bildet. Diese wiederum nutzen die Tumore verschiedenster Krebsarten als Bausteine für ihre Zellmembran. Die Erkenntnisse könnten nun helfen, tumorhemmende Medikamente und Diäten für Krebspatienten zu entwickeln.
Glukose kommt in zahlreichen Supermarktprodukten vor, wurde in den vergangenen fünf Jahrzehnten jedoch zunehmend durch Fruktose ersetzt. Beide Zuckerarten, auch bekannt als Trauben- und Fruchtzucker, sind sich chemisch sehr ähnlich und kommen beide natürlicherweise in Obst, Gemüse, Milchprodukten und Getreide vor. Darüber hinaus werden sie aber auch gezielt vielen verarbeiteten Lebensmitteln und Getränken zugesetzt, um sie zu süßen. Weil Fruktose eine stärkere Süßkraft hat als Glukose, kommt es immer öfter zum Einsatz, meist in Form von Maissirup. Wir konsumieren daher heute etwa 15-Mal mehr Fruktose als noch in den 1960er Jahren.
Im gleichen Zeitraum nahmen die Krebserkrankungen zu. Eine Reihe von Krebsarten treten seither bei Menschen unter 50 Jahren immer häufiger auf. Zufall oder gibt es einen Zusammenhang? Bekannt ist, dass Krebszellen wie alle unsere Körperzellen eine starke Affinität zu Glukose haben. Sie nutzen diesen Einfachzucker als Energiequelle. Aber ernähren sich Krebszellen und Tumore auch von Fruktose?
Fruktose-haltige Ernährung lässt Tumore schneller wachsen
Das hat nun ein Team um Ronald Fowle-Grider von der Washington University in St. Louis untersucht. Dafür fütterten die Mediziner krebskranke Zebrafische und Mäuse über mehrere Wochen hinweg entweder mit einer normalen oder mit einer fruktosereichen Nahrung und verglichen, wie schnell ihre Tumore wuchsen. Es zeigte sich, dass die Tumore deutlich schneller vergrößerten, wenn dem Futter der Tiere Fruktose zugesetzt wurde. Die drei untersuchten Tumorarten – Melanome, Brustkrebs und Gebärmutterhalskrebs – reagierten alle stark auf den Zucker: „Wir haben uns zahlreiche verschiedene Krebsarten in verschiedenen Geweben im ganzen Körper angesehen, und sie folgten alle dem gleichen Mechanismus. In einigen Fällen beschleunigte sich die Wachstumsrate der Tumoren um das Doppelte oder sogar um mehr“, berichtet Seniorautor Gary Patti von der Washington University.
Das Körpergewicht veränderte sich durch die Fruktosegabe jedoch nicht, die Tiere wurden also nicht dicker. Auch die Konzentrationen von Glukose und Insulin im Blut im nüchternen Zustand veränderten sich nicht. Das legt nahe, dass das Tumorwachstum nicht auf einen veränderten Zuckerstoffwechsel, sondern direkt auf die Fruktose zurückgeht, wie die Forschenden erklären. Um diese Interpretation zu überprüfen, fütterten die Mediziner in einem Folgeversuch im Labor kultivierte tierische und menschliche Krebszellen mit Fruktose. Überraschenderweise reagierten die Zellen jedoch nicht wie die Tumore und wuchsen nicht schneller, sondern sogar langsamer. „In den meisten Fällen wuchsen sie fast so langsam, als ob wir ihnen überhaupt keinen Zucker geben würden“, berichtet Patti. Das legt nahe, dass die Krebszellen – im Gegensatz zu Glukose – die Fruktose nicht direkt selbst verstoffwechseln und als Energiequelle nutzen können.
Ist die Leber schuld?
Fowle-Grider und seine Kollegen vermuteten, dass stattdessen die Leber der Tiere die Fruktose in Nährstoffe umwandelt, welche die Tumore dann für sich nutzen können. Um diese Theorie zu überprüfen und herauszufinden, welche Nährstoffe das sind, fütterten die Mediziner wieder Tiere mit einer fruktosereichen Ernährung und untersuchten, ob sich dadurch die Konzentration kleiner Stoffwechselprodukte im Blut verändert. Dabei zeigte sich, dass im Blut dieser Tiere vermehrt Lipid-Moleküle auftauchen; unter anderem fanden sich darin mehr Lysophosphatidylcholine (LPCs). Zusätzliche Tests mit im Labor kultivierten Leberzellen zeigten, dass diese solche LPCs freisetzen, nachdem sie mit Fruktose gefüttert wurden. Möglich machen dies zwei Enzyme, die zwar in Leberzellen, aber nicht in Tumorzellen vorkommen, wie Fowle-Grider und seine Kollegen feststellten.
Die Forschenden schließen daraus, dass die Leber Fruktose zu Lipiden verstoffwechselt und diese ins Blut abgibt. Die Krebstumore wiederum nutzen dann diese Lipide als Baumaterial: Sie bauen die LPCs zu Phosphatidylcholinen (PCs) um und in ihre Zellmembran ein. In Co-Zellkulturen aus Leber- und Tumorzellen wuchsen die Krebszellen daher und teilten sich stärker, wenn die Forschenden Fruktose zugaben. Sich die Bausteine aus der Umgebung beziehungsweise dem Blut zu holen, ist für die Krebszellen bequemer, als sie sich selbst herzustellen, wie frühere Studien bereits gezeigt hatten. Besonders leicht geht das offenbar bei den ungesättigten LPCs, weil diese im Gegensatz zu anderen Lipiden gut löslich und leicht zu transportieren sind, wie das Team feststellte.
Zuckerarme Diät gegen den Tumor?
Die Erkenntnis, dass die Leber Fruktose in nutzbare Nährstoffe für Krebszellen umwandelt, könnte nun die Behandlung vieler verschiedener Krebsarten verändern: Krebspatienten könnten eine fruktosearme Diät erhalten, um die Tumore „auszuhungern“. „Wenn Sie das Pech haben, Krebs zu haben, sollten Sie wahrscheinlich darüber nachdenken, Fruktose zu vermeiden“, sagt Patti. Ob das tatsächlich funktioniert, soll nun in eine klinische Studie zeigen.
Die Idee, Krebs mit gezielter Ernährung zu bekämpfen, ist nicht neu. In diesem Fall wäre der Effekt jedoch erstmals indirekt. „Wenn wir an Tumore denken, konzentrieren wir uns bisher darauf, welche Nahrungsbestandteile sie direkt zu sich nehmen. Aber der Mensch ist komplex. Das, was wir in unseren Körper geben, kann von gesundem Gewebe verbraucht und dann in etwas anderes umgewandelt werden, das Tumore verwenden“, erklärt Patti.
Folgestudien sollen aber auch klären, ob Medikamente verhindern können, dass Tumore die Lipide erhalten. Dabei könnten die Präparate statt auf die Krebszellen auch auf Leberzellen abzielen, genauer gesagt auf deren fruktoseabbauendes Enzym. So könnte möglicherweise der Stoffwechsel gesunder Zellen gezielt zur Behandlung von Krebs eingesetzt werden.
Quelle: Ronald Fowle-Grider (Washington University) et al.; Nature, doi: 10.1038/s41586-024-08258-3
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