Das molekulare Puzzle der Krebsentstehung haben Wissenschaftler des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) jetzt um ein entscheidendes Passstück ergänzen können. Zusammen mit Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie in Freiburg entdeckten sie in Säugerzellen einen molekularen Schalter, der einem Krebsgen (BCL9) beim Menschen ähnelt und das sie in Anlehnung daran BCL9-2 genannt haben.
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BCL9-2 ist entscheidend dafür, welche der beiden Eigenschaften des Proteins beta-Catenin (lat. catena = die Kette) in einer Zelle zum Tragen kommt. Beta-Catenin fungiert einmal als Bindemolekül in Zell-Zellverbindungen, kann aber unter bestimmten Voraussetzungen zum Genregulator werden. Letzteres ist der Fall, wenn BCL9-2 an beta-Catenin bindet und es in den Zellkern zur Schaltzentrale der Zelle, der DNA, schleppt. Dort schaltet beta-Catenin Gene an, die in der Organentwicklung wichtig sind, aber auch Krebs auslösen können.
Voraussetzung dafür ist, dass es zuvor durch einen Vorgang, den Molekularbiologen als Tyrosinphosphorylierung bezeichnen, aktiviert worden ist. Dabei hängt sich an die Aminosäure Tyrosin eine Phosphatgruppe, ein maßgeblicher Schritt in der Krebsentstehung. Die Arbeit von Felix H. Brembeck und Prof. Walter Birchmeier ist am 1. September 2004 in der Fachzeitschrift „Genes and Development“ online erschienen.
Schädlich: Zuviel beta-Catenin
„Die Entdeckung von BCL9-2 fasst quasi die Forschungen meines Labors der vergangenen Jahre zusammen“, erläutert Birchmeier die Bedeutung dieser Befunde. Vor einigen Jahren hatte er beobachten können, dass durch eine Fehlsteuerung im Überfluss vorhandenes beta-Catenin mit einem Molekül im Zellkern (LEF-1) reagiert, direkt an die DNA bindet und Krebsgene anschaltet. Sie hatten damit einen Auslöser für die Entwicklung von Krebs, zum Beispiel Darmkrebs, aufgespürt.
Wie Birchmeier und Brembeck jetzt zeigen konnten, verstärkt BCL9-2 diese Fähigkeit von beta-Catenin um ein Vielfaches und wirkt der Bindefunktion der Zellen entgegen. Beta-Catenin schaltet damit vermehrt Gene des so genannten Wnt-Signalwegs an. Dieser Informationskanal spielt bei der Entstehung von Krebs eine große Rolle, wenn die Signale, die er weiterleitet, unkontrolliert verstärkt sind.
In menschlichen Darmkrebszellen nachgewiesen
BCL9-2 und beta-Catenin sind auch im Zellkern von Darmkrebszellen des Menschen nachweisbar. In der Zellkultur gelang es Brembeck mit Hilfe einer neuen Technik, der RNA-Interferenz, BCL9-2 in Krebszellen auszuschalten. Damit kehrt beta-Catenin aus dem Zellkern in das Zellplasma zurück. Es bindet wieder an das Molekül (E-Cadherin), das Zellen fest in ihrem Zellverband hält. E-Cadherin verhindert, dass Zellen aus diesem Verband ausbrechen, invasiv werden und Tochtergeschwülste (Metastasen) bilden, ein Prozess, den Birchmeier vor Jahren in Karzinomzellen aufklären konnte. Das bedeutet, die von Brembeck behandelten Karzinomzellen werden quasi wieder normale Zellen. Damit konnten die Wissenschaftler zeigen, dass BCL9-2 tatsächlich an der Krebsentstehung beteiligt ist.
Jetzt wollen sie in Zusammenarbeit mit Prof. Peter Schlag von der Charité-Universitätsmedizin prüfen, ob Karzinomzellen von Menschen tatsächlich vermehrt Tyrosinphosphorylierung von beta-Catenin aufweisen und BCL9-2 dort ebenfalls dadurch das Molekül in den Zellkern gebracht und als Genschalter aktiviert hat. Die Hoffnung der Forscher ist, in Zukunft in der Lage zu sein, diese Erkenntnisse für die Entwicklung neuer Strategien zur Bekämpfung von Krebs nutzen zu können.
(Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 01.09.2004 – NPO)
