Neue Studie untersucht das Potenzial von CBC in der Melanomforschung

Eine neue Studie mit dem Titel Phytocannabinoids: Promising New Candidates for TYRP1 Protein Inhibition in Melanoma (1) hat mithilfe von Computersimulationen untersucht, wie bestimmte Cannabinoide mit dem Protein TYRP1 interagieren können. Dieses Protein ist an der Melaninproduktion sowie an bestimmten biologischen Prozessen beteiligt, die mit dem Melanom in Verbindung stehen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass CBC ein besonders interessanter Kandidat für weitere Forschungsarbeiten sein könnte. Doch was bedeutet diese Entdeckung eigentlich? Könnte dieses Cannabinoid eines Tages eine Rolle bei der Behandlung von Hautkrebs spielen? Schauen wir uns genauer an, was die Wissenschaft tatsächlich herausgefunden hat.

Was ist ein Melanom?

Das Melanom ist eine Form von Hautkrebs, die von den Melanozyten ausgeht. Dabei handelt es sich um Zellen, die Melanin produzieren – das Pigment, das unserer Haut, unseren Haaren und unseren Augen ihre Farbe verleiht.

Obwohl Melanome seltener auftreten als andere Hautkrebsarten, gelten sie als besonders gefährlich, da sie sich auf andere Organe ausbreiten können, wenn sie nicht frühzeitig erkannt und behandelt werden.

Zu den wichtigsten Risikofaktoren gehört die Belastung durch ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung), sei es durch Sonnenlicht oder Solarien. Allerdings spielen auch genetische Faktoren und Veränderungen der Mechanismen, die das Wachstum und Überleben von Zellen regulieren, eine Rolle bei der Entstehung dieser Erkrankung. In den vergangenen Jahrzehnten hat die Forschung zur Entwicklung innovativer Behandlungsmethoden wie Immuntherapien und zielgerichteter Therapien geführt, die die Prognose vieler Patienten erheblich verbessert haben.

Dennoch entwickeln manche Melanome Resistenzen gegen die verfügbaren Behandlungen. Deshalb bleibt die Suche nach neuen therapeutischen Angriffspunkten eine wichtige Aufgabe der Krebsforschung.

Und genau hier kommt ein Protein namens TYRP1 ins Spiel.

TYRP1: Das Protein, das die Aufmerksamkeit der Forscher geweckt hat

TYRP1 steht für Tyrosinase-Related Protein 1 und ist ein Protein, das an der Melaninproduktion beteiligt ist. Um seine Funktion zu verstehen, müssen wir uns zunächst mit einem Prozess beschäftigen, der als Melanogenese bezeichnet wird. Dabei produzieren Melanozyten die Pigmente, die unsere Hautfarbe bestimmen. An der Bildung und Regulierung von Melanin sind verschiedene Proteine und Enzyme beteiligt, darunter auch TYRP1.

Seine wissenschaftliche Bedeutung geht jedoch über die Pigmentierung hinaus. Das Protein wird auch in bestimmten Melanomzellen exprimiert und wurde bereits hinsichtlich seiner möglichen Verwendung als Biomarker und therapeutischer Angriffspunkt untersucht.

Die Hypothese der zuvor genannten Studie ist relativ einfach: Wenn bestimmte Verbindungen die Aktivität von TYRP1 beeinflussen könnten, wäre es möglicherweise auch denkbar, dass sie bestimmte biologische Prozesse verändern, die mit dem Melanom zusammenhängen. Allerdings muss hier eine wichtige Unterscheidung getroffen werden: Nur weil ein Protein an einer Krankheit beteiligt ist, bedeutet das nicht automatisch, dass seine Hemmung die Krankheit aufhalten kann. Um festzustellen, ob dieser Ansatz tatsächlich eine wirksame Strategie gegen das Melanom darstellen könnte, muss zunächst untersucht werden, was passiert, wenn die Aktivität des Proteins in lebenden Zellen und Organismen verändert wird.

Was ist CBC und wodurch unterscheidet es sich von anderen Cannabinoiden?

Cannabichromen, kurz CBC, gehört zu den Phytocannabinoiden, die von der Cannabispflanze auf natürliche Weise produziert werden. Obwohl es deutlich weniger Aufmerksamkeit erhält als THC oder CBD, handelt es sich keineswegs um eine neu entdeckte Verbindung. CBC wurde bereits vor mehreren Jahrzehnten identifiziert und hat seitdem aufgrund seiner potenziellen therapeutischen Eigenschaften wissenschaftliches Interesse geweckt.

Im Gegensatz zu THC verursacht CBC keine berauschende psychoaktive Wirkung. Wie bei anderen Phytocannabinoiden beschränkt sich seine biologische Aktivität nicht unbedingt auf die klassischen Cannabinoidrezeptoren. Deshalb untersuchen Wissenschaftler, wie CBC mit verschiedenen Proteinen und zellulären Systemen interagiert.

In den vergangenen Jahren haben mehrere präklinische Studien mögliche Wirkungen von CBC auf Entzündungsprozesse und andere biologische Vorgänge untersucht. Allerdings bestehen weiterhin erhebliche Wissenslücken hinsichtlich seiner Wirksamkeit, Sicherheit und seines Verhaltens im menschlichen Körper.

Die neue Studie eröffnet nun einen weiteren Forschungsansatz: die mögliche Wechselwirkung von CBC mit TYRP1.

Wie haben die Forscher das Potenzial von CBC gegen das Melanom entdeckt?

Die Forschungsarbeit wurde von einem Wissenschaftlerteam durchgeführt, das der Hassan-II.-Universität in Casablanca, Marokko, angehört. Dabei kam eine Methode zum Einsatz, die als In-silico-Forschung bezeichnet wird. Der Begriff bedeutet wörtlich „im Silizium" und beschreibt Untersuchungen, die mithilfe von Computermodellen und Simulationen durchgeführt werden. Anstatt Cannabinoide an Patienten zu verabreichen oder direkt mit Tumorzellen zu experimentieren, nutzten die Wissenschaftler computergestützte Verfahren, um zu untersuchen, wie bestimmte Cannabisverbindungen mit dem Protein TYRP1 interagieren könnten.

Molecular Docking: Wie gut passen zwei Moleküle zusammen?

Eine der eingesetzten Methoden war das sogenannte Molecular Docking, auf Deutsch auch molekulares Docking genannt. Um das Prinzip zu verstehen, können wir uns ein Protein als dreidimensionale Struktur mit verschiedenen Hohlräumen und Bindungsstellen vorstellen. Moleküle, die mit diesem Protein in Kontakt kommen, können je nach ihrer Form, chemischen Zusammensetzung und elektrischen Ladungsverteilung unterschiedlich gut an diese Stellen binden. Mithilfe spezieller Software lässt sich vorhersagen, wie ein Molekül an ein Protein binden könnte und wie hoch die Affinität dieser Wechselwirkung ist.

In der vorliegenden Studie untersuchten die Forscher verschiedene Phytocannabinoide, um herauszufinden, welche die höchste vorhergesagte Bindungsaffinität zu TYRP1 aufweisen. CBC fiel durch seine besonders hohe berechnete Bindungsaffinität auf, weshalb das Forschungsteam die Verbindung genauer untersuchte. Allerdings ist wichtig zu betonen, dass eine hohe, am Computer vorhergesagte Bindungsaffinität noch nicht beweist, dass ein Molekül die Aktivität eines Proteins tatsächlich hemmen kann.

Simulationen zur Überprüfung der Stabilität der Wechselwirkung

Nach der Molecular-Docking-Analyse führten die Wissenschaftler Molekulardynamik-Simulationen mit der Software GROMACS durch. Mit solchen Verfahren lässt sich virtuell beobachten, wie sich ein Protein und ein Molekül über einen bestimmten Simulationszeitraum verhalten, wobei ihre Bewegungen und Wechselwirkungen berücksichtigt werden.

Das Ziel bestand darin, herauszufinden, ob der aus CBC und TYRP1 gebildete Komplex stabil bleibt oder ob die Wechselwirkung im Laufe der Zeit schwächer wird. Den veröffentlichten Ergebnissen zufolge blieb die Wechselwirkung zwischen CBC und dem Protein während des gesamten Simulationszeitraums stabil. Dieses Ergebnis macht CBC zu einem interessanten Kandidaten für weitere experimentelle Untersuchungen. Es beweist jedoch noch nicht, dass das Cannabinoid das Wachstum von Krebszellen verlangsamen kann.

Was haben die Forscher über die Aufnahme und Toxizität von CBC herausgefunden?

Ein Molekül kann eine vielversprechende Wechselwirkung mit einem Protein zeigen und sich trotzdem als ungeeignet für die Entwicklung eines Medikaments erweisen. Beispielsweise, weil es vom Körper nicht ausreichend aufgenommen wird, zu schnell abgebaut wird oder toxische Wirkungen verursacht. Deshalb untersuchten die Wissenschaftler auch die vorhergesagten pharmakokinetischen und toxikologischen Eigenschaften von CBC. Dazu verwendeten sie sogenannte ADMET-Modelle, mit denen sich verschiedene Aspekte der Aufnahme, Verteilung, Verstoffwechselung, Ausscheidung und Toxizität einer Substanz abschätzen lassen.

Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass CBC eine gute Aufnahme über den Darm und eine mäßige transdermale Permeabilität aufweisen könnte. Letzteres bedeutet, dass die Verbindung theoretisch in gewissem Maße die Haut durchdringen kann. Darüber hinaus verwendeten die Forscher das Programm ProTox-II, das für dieses Cannabinoid ein Profil mit geringer vorhergesagter Toxizität ergab.

Auch wenn diese Ergebnisse interessant sind, muss betont werden, dass es sich um computergestützte Vorhersagen und nicht um klinische Sicherheitsnachweise handelt. Die tatsächliche Toxizität einer Substanz hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter die Dosierung, die Art der Verabreichung, die Dauer der Exposition und der Stoffwechsel. Keine dieser Fragen lässt sich allein anhand von Simulationen abschließend beantworten.

Bedeutet das, dass CBC Hautkrebs bekämpfen kann?

Noch nicht. Und das ist wahrscheinlich der wichtigste Punkt der gesamten Forschungsarbeit. Die Studie hat eine mögliche Wechselwirkung zwischen CBC und einem Protein identifiziert, das mit dem Melanom in Verbindung steht. Sie hat jedoch nicht nachgewiesen, dass dieses Cannabinoid die Krankheit verhindern, aufhalten oder behandeln kann.

Bevor eine mögliche therapeutische Anwendung überhaupt in Betracht gezogen werden kann, müssten die Forscher zunächst mithilfe biochemischer Tests überprüfen, ob CBC die Aktivität von TYRP1 tatsächlich hemmt. Anschließend wäre es notwendig, seine Wirkung auf Melanomzellen zu untersuchen und festzustellen, ob diese Veränderungen einen relevanten Einfluss auf das Wachstum, das Überleben oder das Verhalten der Tumorzellen haben.

Nur wenn diese Ergebnisse positiv ausfallen, wäre es sinnvoll, umfangreichere präklinische Untersuchungen und möglicherweise später klinische Studien am Menschen durchzuführen. Darüber hinaus müsste geklärt werden, ob die gezielte Beeinflussung von TYRP1 überhaupt eine wirksame und sichere therapeutische Strategie darstellt.

Diese Entdeckung bedeutet also nicht, dass der Konsum von Cannabis, die Verwendung von CBC-Produkten oder das Auftragen von Cannabinoiden auf die Haut ein Melanom behandeln kann. Ebenso wenig darf sie als Alternative zu den derzeit verfügbaren Krebstherapien verstanden werden.

Minor Cannabinoids: Ein neues Forschungsfeld

Lange Zeit konzentrierte sich ein großer Teil der wissenschaftlichen Cannabisforschung auf THC und CBD. Die Pflanze enthält jedoch zahlreiche weitere Verbindungen, deren Eigenschaften erst seit relativ kurzer Zeit intensiver untersucht werden. Cannabinoide wie CBC, CBG oder THCV besitzen unterschiedliche chemische Strukturen und Eigenschaften. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten, ihre Wechselwirkungen mit verschiedenen biologischen Zielstrukturen zu erforschen.

Das bedeutet nicht, dass all diese Verbindungen eines Tages zu Medikamenten werden oder dass sich mögliche Wirkungen aus Laborversuchen automatisch auf den menschlichen Körper übertragen lassen. Interessant ist vielmehr, dass sich die wissenschaftliche Forschung zunehmend auch jenen Stoffen zuwendet, die jahrzehntelang im Schatten der bekannteren Cannabinoide standen. Die Studie über CBC und TYRP1 ist ein gutes Beispiel dafür. Ihre Ergebnisse liefern keinen Nachweis für eine Wirksamkeit gegen das Melanom, wohl aber eine konkrete Hypothese, die nun experimentell überprüft werden kann. Und genau so funktioniert wissenschaftlicher Fortschritt: Möglichkeiten erkennen, sie systematisch untersuchen und diejenigen verwerfen, die einer Überprüfung nicht standhalten.

Vielleicht wird CBC eines Tages tatsächlich eine Anwendung in diesem Bereich finden. Vielleicht werden weitere Untersuchungen aber auch zeigen, dass seine Wechselwirkung mit TYRP1 therapeutisch keine Bedeutung hat. Dafür ist es noch zu früh. Was sich jedoch sagen lässt: Das pharmakologische Potenzial weniger erforschter Cannabinoide bleibt ein offenes Forschungsgebiet, und Studien wie diese helfen dabei, neue wissenschaftliche Fragestellungen zu identifizieren, die es wert sind, weiter untersucht zu werden.

Referenzstudie:

1. Ghicha, I. et al. Phytocannabinoids: Promising New Candidates for TYRP1 Protein Inhibition in Melanoma. DOI: 10.2174/0115701638484197261028103517. Studie auf PubMed ansehen.