Die Analyse von Metabolom- und Transkriptomdaten sowie Glukose-Tracing in tumortragenden Mausmodellen identifizierte einen neuartigen Mechanismus, der entscheidend zur Gewichtsabnahme beiträgt.
Mehr als nur Muskelverlust
Ein Verlust von 10% Körpergewicht innerhalb von sechs Monaten – was für manche wünschenswert klingt – verursacht bei Krebspatient:innen mit Kachexie häufig Verunsicherung und Frustration, da sie gerne zunehmen würden, es aber nicht können. Kachexie (vom Griechischen κακός „schlecht“ und ἕξις „Zustand“) tritt bei 50-80% aller Krebspatient:innen auf, verschlechtert die Lebensqualität, reduziert die Wirksamkeit von Krebstherapien und erhöht die Sterblichkeit.
Kachexie entsteht durch eine Kombination aus verringerter Nahrungsaufnahme und einer Umstellung des Stoffwechsels, wird aber noch immer häufig nicht diagnostiziert. Bisherige Studien konzentrierten sich meist auf die Muskelveränderungen, da diese funktional am relevantesten sind – Muskelabbau kann dazu führen, dass Patient:innen alltägliche Aufgaben nicht mehr selbstständig erledigen können. Die aktuelle Studie betrachtet hingegen die Umstellung des gesamten Stoffwechsels im Körper.
„Bisher war völlig unklar, wie die Stoffwechselreaktionen verschiedener Organe zusammenwirken, um den krebsbedingten Gewichtsverlust voranzutreiben“, erklärt Dr. Maria Rohm, Co-Corresponding Autorin der Studie und Gruppenleiterin am Institut für Diabetes und Krebs bei Helmholtz Munich. Im Rahmen ihres ERC Starting Grant „STOPWASTE“ untersuchte sie das Zusammenspiel von Zucker- und Fettstoffwechsel bei Kachexie, um neue therapeutische Ziele zu identifizieren. „Durch eine integrierte Analyse verschiedener Organe wollten wir die Natur des Gewichtsverlusts besser verstehen.“
Universelle metabolische Signatur
Die kombinierte Analyse von Metabolom und Transkriptom in acht verschiedenen Organen tumortragender Mäuse mit und ohne Kachexie erlaubte es, Stoffwechselsignaturen zu erstellen, die für krebsvermittelte Gewichtsabnahme typisch sind. Hochdurchsatzanalysen identifizierten eine Kachexie-spezifische metabolische Signatur sowie bestimmte Genmarker, die Aufschluss über den Verlauf dieser Stoffwechselveränderungen geben.
Die Forschenden stellten fest, dass alle Organe eine verstärkte Aktivierung des sogenannten „One Carbon Cycles“ aufweisen – ein biochemischer Prozess, der für die Synthese von Nukleotiden, Aminosäuren und Zellregeneration essenziell ist. Produkte dieses Prozesses, wie Sarcosin oder Dimethylglycin, könnten künftig als Biomarker für Kachexie eingesetzt werden.
Organe reagieren gleich
Die Studie zeigte zudem, dass die Hyperaktivierung des „One Carbon Cycles“ im Muskel mit einem erhöhten Glukose-Stoffwechsel (Glukose-Hypermetabolismus) und Muskelatrophie zusammenhängt. Erste Experimente deuten darauf hin, dass eine Hemmung dieses Prozesses Muskelatrophie verhindern könnte. Vergleichende Analysen in acht verschiedenen Maus-Tumormodellen (Lungen-, Darm- und Bauchspeicheldrüsenkrebs) bestätigten, dass die „One Carbon“-Signatur eine universelle Kachexiesignatur darstellt, unabhängig von der Krebsart.
„Dass alle Organe metabolisch auf die gleiche Art auf Kachexie reagieren, war eine Überraschung für uns“, so Rohm. „Die Organe verlieren ihre individuelle metabolische Signatur und stellen sich stattdessen auf diesen koordinierten Stoffwechselprozess um.“
Targeting des „One Carbon Cycles“
Bisher gibt es in Deutschland kein zugelassenes Medikament für Krebskachexie. Derzeit werden jedoch neue Ansätze erforscht, die gezielt gegen krebsbedingte Appetitlosigkeit helfen sollen. Die aktuelle Studie liefert erstmals Hinweise darauf, wie der Stoffwechsel selbst wieder normalisiert werden könnte. Erste Experimente in Zellkulturen zeigen, dass Eingriffe in den „One Carbon Cycle“ positive Effekte erzielen können.
Zukünftige Studien sollen klären, ob ein systematisches Ansprechen des „One Carbon Cycles“ erfolgsversprechend ist oder ob gezielte Therapien einzelner Organe, wie des Muskels, notwendig sind – ein Schwerpunkt der DFG-Forschergruppe „HyperMet“. Ziel ist es, neben dem Appetit auch die Stoffwechselprozesse bei Kachexie zu normalisieren und so die Lebensqualität sowie die Krebstherapie für Patient:innen zu verbessern.
Quelle: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)
Originalpublikation: Pauline Morigny et al.; Multi-omics profiling of cachexia-targeted tissues reveals a spatio-temporally coordinated response to cancer; Nature Metabolism, Januar 2026, DOI: 10.1038/s42255-025-01434-3
