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Mittwoch, 24.05.2017
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Vernichtung von Krebszellen kann krank machen

Überraschende Erklärung für erneute Krebserkrankungen nach Tumortherapie

Eine Aktivierung des zelleigenen Selbstmordprogramms gilt heute als wichtige Stütze in der Krebstherapie, weil dadurch geschädigte Zellen und Tumorvorformen beseitigt werden. Doch jetzt zeigen neue Experimente, dass genau diese „Säuberung“ auch Krebs auslösen kann. Denn sie sorgt nach einer Strahlentherapie für eine „Überarbeitung“ der Stammzellen und steigert damit das Risiko für neue Zellschäden. Diese jetzt in der Fachzeitschrift „Genes & Development“ veröffentlichten Ergebnisse könnten ein Umdenken in der Krebstherapie erfordern.
Krebszellen

Krebszellen

„Wächter des Genoms“ nennt sich das in der Medizin gut erforschte Protein p53: Es ist in vielen Typen von entarteten Zellen verstärkt aktiv, in ruhenden Zellen kaum oder gar nicht zu finden und bei mehr als der Hälfte aller Tumorpatienten inaktiv. Das Protein ortet Schäden in den Zellen und entsendet andere Proteine als Helfer: Manche hindern die beschädigte Zelle am Wachsen während andere den Schaden zu reparieren versuchen. Wenn all diese Maßnahmen nicht helfen, wird das Protein PUMA aktiviert, welches die beschädigte Zelle vernichtet.

„Der programmierte Zelltod dient primär dazu, beschädigte oder veränderte – und deshalb gefährliche - Zellen auszuschalten, bevor sie einen Tumor bilden. Dessen Aktivierung stellt eines der wichtigsten Therapiekonzepte in der Krebsbehandlung dar“, erklärt Professor Andreas Villunger, Leiter der Abteilung für Entwicklungsimmunologie am Biozentrum der Universität Innsbruck. „Experimente lassen nun darauf schließen, dass genau dieses gesteuerte Zellsterben selbst die Entstehung einer Krebserkrankung fördern kann.“

Selbstmordprogramm ausgeschaltet


In Versuchen an Zellkulturen hatten die Forscher gezielt das Protein PUMA und damit den Schutzmechanismus in den Zellen ausgeschaltet. Eine Apoptose konnte nun nicht mehr ausgelöst werden. Anschließend wurden die Zellen mehrfach bestrahlt , um so die Wirkung einer Strahlentherapie bei einer Krebserkrankung zu simulieren. „Wir erwarteten, dass diese Zellen in vivo nun in höchstem Maße anfällig für Tumorbildungen sind, wenn sie schädlicher Strahlung ausgesetzt werden“, so Villunger. Genau das Gegenteil war aber der Fall: Bei Lymphozyten ohne PUMA zeigten sich keine Tumorbildungen, Kontrollgruppen mit dem intakten PUMA-Schutzprogramm entwickelten hingegen nach mehrmaliger, Erbgut-schädigender Bestrahlung sehr wohl Lymphome.


Immunfluoreszenz-Nachweis mit einem Marker für DNA Schäden (grün) in Stammzellen ohne und mit PUMA

Immunfluoreszenz-Nachweis mit einem Marker für DNA Schäden (grün) in Stammzellen ohne und mit PUMA

Doppelbelastung für Stammzellen


„Wahrscheinlich ein Resultat hervorgerufen von der Überarbeitung der Stammzellen des Knochenmarks“, erklärt der Biomediziner. Normalerweise verursacht die verwendete Strahlung so viel Schaden an der DNA, dass das PUMA-Schutzprogramm aktiviert wird. Allerdings bedeutet dies auch, dass in Folge rund 90 Prozent der betroffenen Blut- und Stammzellen absterben. Die überlebenden Stammzellen müssen einerseits den entstandenen DNA-Schaden beheben. Gleichzeitig kümmern sie sich aber auch um die Neubildung der abgestorbenen Blutzellen.

„Diese Doppelaufgabe setzt die Stammzellen unter großen Druck bei der Zellteilung – was erneut Zellschäden hervorrufen kann, wenn so eine Doppelbelastung wiederholt auftritt“, erklärt Villunger. Den Stammzellen, bei welchen PUMA ausgeschaltet worden war, bleibt dieser Druck erspart, da die meisten Zellen die Strahlung überleben und die Schäden selbst reparieren können. Zu denselben Forschungsergebnissen wie das Team des Biozentrums Innsbruck sind Wissenschaftler in Australien gekommen.

Erklärung für durch Therapie ausgelöste Krebserkrankungen


Die Forschungsergebnisse der Studie könnten Antworten darauf geben, warum beispielsweise nach einer Leukämie gesundete Kinder oft 20 oder 30 Jahre später andere Krebserkrankungen entwickeln. „Bei etwa 15 Prozent von Neuerkrankungen an Krebs handelt es sich mittlerweile um neue Tumortypen, die bei Krebsüberlebenden auftreten“, so Villinger. „Dies kann mit der aggressiven Apoptose-induzierenden Therapie, also die gezielte Vernichtung von fehlerhaften Zellen, bei der ersten Krebserkrankung zusammenhängen.“ Das in den Studien verwendete Tumormodell bietet nun erstmals die Möglichkeit, die molekularen Mechanismen der Entstehung solcher Therapie-induzierten Krebserkrankungen besser zu verstehen.
(Universität Innsbruck, 18.08.2010 - NPO)
 
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