Krebs: Wie Tumore entstehen

Neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krebs

Krebs ist eine extrem komplexe Erkrankung. Die genauen Mechanismen, die zur Entstehung führen, sind im Detail immer noch ungeklärt. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Deutschen Krebsforschungszentrums konnte nun erstmals die molekularen Ereignisse dokumentieren, die stattfinden, wenn gesundes Gewebe mit krebserregenden Substanzen in Berührung kommt.

Forschende vom Deutschen Krebsforschungszentrum sowie von den Universitäten Cambridge und Edinburgh konnten erstmals die molekulare Evolution von Tumoren im Detail beobachten und nachvollziehen. Dabei fand das Team heraus, dass Schädigungen durch krebsfördernde Substanzen über mehrere Zell-Generationen weitergegeben werden, woraus sich fortlaufend neue Unterschiede zwischen der Mutter- und Tochterzelle ergeben können. Diese Variationen sind die Grundlage für die Entstehung von Krebszellen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Nature“ vorgestellt.

Krebs: Genaue Abläufe bei der Entstehung noch unbekannt

Viele Chemikalien oder Strahlungen sind in der Lage, unser Erbgut zu schädigen und dadurch Krebs auszulösen. Zu den bekanntesten auslösenden Faktoren zählen die UV-Strahlung des Sonnenlichts und Tabakrauch. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Umwelteinflüsse und Chemikalien, denen unser Körper ausgesetzt wird. Krebs wird zwar schon lange mit solchen Faktoren in Verbindung gebracht, aber die molekularen Abläufe bei der Entstehung der Krankheit sind immer noch nicht ausreichend verstanden.

Krebsentstehung bei Mäusen analysiert

Das internationale Forschungsteam ist der Lösung dieses Rätsels nun einen großen Schritt näher gekommen. Die Forschenden setzten Mäuse der stark leberkrebserregenden Chemikalie Diethylnitrosamin aus und analysierten dabei das Erbgut der Tiere. So konnten sie Schritt für Schritt nachvollziehen, wie es von der ersten DNA-Schädigung durch die Substanz zur Entstehung von Leberkrebs kommt.

So entsteht Krebs

Zunächst verursachte die Chemikalie Schäden an einzelnen DNA-Bausteinen von gesunden Zellen. Diese Bausteine werden Nukleotide genannt. Wenn sich die geschädigte Zelle teilt, werden die Informationen aufgrund der Schädigung nicht mehr korrekt weitergegeben, wodurch sich die geteilte Tochterzelle leicht von der Mutterzelle unterscheidet. Auf diese Weise entstehen den Forschenden zufolge zwei DNA-Stränge mit unterschiedlichen Defekten.

Diese Zellen teilen sich weiter und weiter, wodurch sich immer wieder neue Fehler entwickeln, sodass ein komplexes Mustern aus Mutationen entsteht. Letztendlich ist die Chance recht groß, dass sich aus diesen Mutationen wuchernde Krebszellen entwickeln, die einen Tumor bilden. Überraschend für das Team war, dass sich solche Mutationen über mehrere Zell-Generationen hinweg entwickeln und die Fehler immer weitergegeben werden, ohne dass die DNA-Schäden von den Zellen repariert werden.

Die stärksten Mutationen überleben

„Es setzen sich am Ende diejenigen Krebszellen durch, die das günstigste Muster an Mutationen tragen“, betont Studienerstautorin Sarah Aitken von der University of Cambridge. Diese Zellen können am schnellsten wachsen und so auch besser dem Immunsystem entkommen. Schnellwachsende Krebszellen sind Aitken zufolge oft auch widerstandsfähiger gegen Krebstherapien.

Chemotherapeutika können Mutationen auslösen

„Auch bestimmte Chemotherapeutika können DNA-Schäden induzieren, die ebenfalls segregieren und über mehrere Zell-Generationen weitere Mutationen erzeugen“, fügt Martin Taylor von der University of Edinburgh hinzu. Diese Tatsache müsse bei der Entwicklung künftiger Krebsmedikamente berücksichtigt werden.

Krebsentstehung komplexer als bislang gedacht

„Durch das Konzept der Schadens-Segregation verstehen wir jetzt besser als vorher, wie die erstaunliche Komplexität an Mutationen in Krebszellen entstehen kann“, ergänzt Duncan Odom aus dem Studienteam. Das erkläre auch, warum Tumoren so extrem anpassungsfähig sind. Diese Anpassungsfähigkeit helfe den Krebszellen dabei, Resistenzen gegen Medikamente zu entwickeln oder sich in fremdem Gewebe festzusetzen. (vb)

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