Krebs: Wie entsteht ein Tumor? Neue Erkenntnisse geben Aufschluss

Neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krebs

Es ist eine Grundlage der Biologie: Jede gesunde menschliche Zelle hat 46 Chromosomen: Ein Doppelsatz von 22 Chromosomen plus zwei Geschlechtschromosomen (XX oder XY). Bei Krebszellen fehlen jedoch Teile von Chromosomen oder sie sind mehrfach vorhanden. Ein europäisches Forschungsteam konnte nun aufdecken, wie durch die fehlerhafte Verteilung von Chromosomen Tumore entstehen.

Forschende der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) konnten im Rahmen einer aktuellen Studie zeigen, dass es bei Zellen, die mit einem vierfachen (statt zweifachen) Satz an Chromosomen ausgestattet sind, direkt nach der Entstehung zu zahlreichen Mutationen kommt, wodurch das Risiko für die Entstehung eines Tumors massiv erhöht wird. Die Forschungsergebnisse werden in dem hochrenommierten Fachjournal „Nature“ vorgestellt.

Tumorentstehung durch fehlerhafte Verteilung von Chromosomen

Die Arbeitsgruppe der TUK konnte mit Unterstützung von Forschenden des französischen Instituts Curie Research Centers in Paris sowie der niederländischen Universität Groningen ein Rätsel über die Entstehung von Krebs lösen. Bekannt war bereits, dass Krebszellen oft Veränderungen in den Chromosomen aufweisen. Wie es zu so einer erhöhten Anzahl an Fehlern kommt, war jedoch weitgehend unbekannt.

Eine von tausend Zellen hat vier Chromosomensätze

Im Fokus der Untersuchungen standen Zellen mit sogenannten tetraploiden Chromosomensätzen, also Zellen, die statt zwei vier Chromosomensätze beinhalten.

„Ein Fehler, der zu tetraploiden Zellen führt, tritt etwa bei einer von tausend Zellen auf, was schon recht häufig ist“, erklärt Forschungsleiterin Professorin Dr. Zuzana Storchová der TUK.

Sind tetraploide Zellen der Ursprung von Tumoren?

Die meisten solcher tetraploiden Zellen sterben ab. Einige Zellen überleben jedoch trotzdem und können dann zur Bildung von Krebs beitragen, wie die Forschenden erstmals dokumentiert haben.

Was passiert bei der Entstehung von tetraploiden Zellen?

„Wir wollten wissen, was bei ihnen unmittelbar nach dem Entstehen im ersten Zellzyklus passiert“, so die Studienleiterin. Das Team hat beobachtet, was geschieht, direkt nachdem eine Zelle tetraploid geworden ist.

„Wir haben festgestellt, dass es hier schon zu vielen Fehlern kommt“, so die Professorin. Ihr zufolge lagen bereits bei der Entstehung der Zellen verschiedene DNA-Schäden und Mutationen vor. Im nächsten Schritt haben die Forschenden dann analysiert, zu welcher Art von Fehlern es in tetraploiden Zellen kommt.

Fehlerfreie Zellteilung ist nicht gewährleistet

„Sie sind nicht mehr in der Lage, die Replikation, also die Vervielfältigung des genetischen Materials fehlerfrei durchzuführen“, erklärt Dr. Storchová. Diese Funktion sei jedoch wichtig, damit sich die Zellen fehlerfrei teilen können.

Tetraploide Zellen erzeugen besonders schnell Mutationen

Darüber hinaus fand die Arbeitsgruppe heraus, dass die Zellen nicht mehr genügend Proteine produzieren, die für die Replikation benötigt werden.

„Der Mechanismus war bislang nicht bekannt, er erklärt, warum so viele Mutationen so schnell in tetraploiden Zellen entstehen“, betont Storchová.

Auf diese Weise entstehen bei überlebenden tetraploiden Zellen viele Mutationen, die letztendlich dazu führen können, dass ein Tumor gebildet wird. Die Forschungsergebnisse erklären erstmals, warum in Krebszellen häufig eine abweichende Anzahl von Chromosomen beobachtet wird. (vb)