Insbesondere die Stei­figkeit – der Widerstand, den das Gewebe einer Verfor­mung entgegensetzt – gewinnt zunehmend an Bedeu­tung. Verliert ein Gewebe an Elastizität, kann dies die Entstehung und das Fortschreiten von Tumoren begün­stigen. Bei manchen Krebsarten wie dem Bauchspeichel­drüsen- oder Brustkrebs spricht eine ausgeprägte Gewe­besteifigkeit oft für eine schlechte Prognose. Wie sich gezeigt hat, können jedoch Substanzen, die diese mechanischen Eigenschaften verändern, insbesondere bei bereits vorhandenen Metastasen, die Überlebens­chancen der Patienten verbessern.

Dr. Diz-Muñoz studiert die Wechselwirkungen zwischen den physikalischen und molekularen Mecha­nismen, die zu dieser Gewebesteifigkeit führen. Sie sucht nach Proteinen und Substanzen, die auf mecha­nische Kräfte einwirken und die mechanischen Eigen­schaften eines Gewebes verändern können. Ihren Unter­suchungen zufolge erhöhten aktivierte Fibroblasten die Steifigkeit des Gewebes sowohl in einem primären Dick­darmtumor als auch in Lebermetastasen; umgekehrt reicht eine Verringerung dieser Steifigkeit durch eine Blockade der Fibroblastenaktivitäten aus, um das Leben von Patienten mit einem metastasierenden Dickdarm­krebs zu verlängern. Bei einem der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Prozesse, die ein Gewebe ver­steifen können, lagern Myofibroblasten im Gewebe erhebliche Mengen an Kollagenen ab. Dieser Prozess, der die Architektur eines Gewebes verändert, kann zu dessen Funktionsverlust und selbst zu einem Organver­sagen führen. Wie es dazu kommt, dass Fibroblasten derart aktiviert die Biomechanik vor Ort verändern, ist allerdings noch weitgehend unbekannt.

Bei ihrer Suche nach biomechanisch wirksamen Krebs­therapeutika verfolgt Dr. Diz-Muñoz zwei unter­schiedliche Aspekte: Zum einen analysiert sie, welche Faktoren im lebenden Organismus eine Rolle spielen, und versucht zu klären, in wieweit bereits vor­handene Medikamente in der Lage sind, biomecha­nische Parameter zu beeinflussen. Für die erste Frage­stellung wird im Gewebe eines primären Dickdarmtumors zunächst einmal mithilfe eines Rasterkraftmikroskops die Steifigkeit kartiert. Korrespondierend dazu werden im selben Gewebe sämtliche von einzelnen Zellen syn­thetisierten RNA-Moleküle erfasst. Durch einen Abgleich der beiden Datensätze aus der Kartierung und der Genexpression hofft Dr. Diz-Muñoz, eine Reihe von Proteinen identifizieren zu können, die für die Stei­figkeit des Gewebes relevant sind. In wieweit diese molekularen Akteure eines „Biomechanoms“ auch de facto derartige biomechanischen Qualitäten aufweisen, wird schließlich an einem Testsystem mit Fibroblasten überprüft, die mit Tumoren und Metastasen assoziiert sind. Im zweiten Teil des Projekts werden dann bereits vorhandene, aber für andere Zwecke entwickelte Medikamente dahingehend untersucht, in wie­weit sie sich als biomechanische Modulatoren eignen.

Ob sie wirklich effiziente „Mechanomedikamente“ sind, wird dann erneut im Fibroblasten-Testsystem analysiert.