Forschung

Kenne deinen Feind – Wissenschaftler lösen Rätsel um die Resistenz von Krebszellen

Mehrere Forschergruppen ist es gelungen herauszufinden, wie Krebszellen resistent gegen Medikamente werden

In der Bekämpfung von Krebs sind amerikanische Wissenschaftler einen kleinen Schritt vorwärtsgekommen: So haben sie einen tieferen Einblick in die Funktionsweise der Tumorzellen gewinnen können, der erklärt, weshalb die Zellen so schnell resistent gegen Anti-Krebs-Medikamente werden.

Der Weg der natürlichen Auslese, der die Zellen aufgrund zufälliger Mutationen widerstandsfähig macht, ist nur einer davon. Ein anderer, weitaus effektiverer Weg ist die Entwicklung von epigenetischen Eigenschaften, also solchen, die an Tochterzellen weitervererbt werden, aber nicht in der DNA-Sequenz festgelegt sind.

In der Zeitschrift The Scientist erklärt Pamela Munster, Onkologin und Hämatologin an der University of California in San Francisco, die Vorteile für die Krebszellen: „Im Gegensatz zu Mutationen können epigenetische Veränderungen viel schneller als Antwort auf die Veränderung der Umweltbedingungen auftreten.“ In einer Veröffentlichung vom Oktober 2011 legen Munster und ihre Kollegen dar, wie sich Brustkrebszellen gegen das Medikament Tamoxifen wehren.

So haben sie beobachten können, wie der Krebs nach etwa 18 Monaten resistent gegen das Medikament wurde. Dabei stellten sie fest, dass es keine Mutationen gab, die auf eine Resistenz hinwiesen, wohl aber eine höhere Aktivität bei der Transkription eines Gens namens „AKT“. Mithilfe von Histonen (Proteine, die eine Art Verpackung für die DNA bilden), exponieren die Krebszellen den gewünschten Abschnitt des Genoms, so dass er häufiger transkribiert wird. Dadurch wiederum können die Zellen selbst in einer ihnen feindlichen Umgebung wachsen, sich vermehren und so den Zelltod verhindern. „Wir haben gelernt, dass die Tumorzellen einen Weg kennen, ihre Gene mit einem Resistenzmarker zu markieren, den sie an andere Generationen weitergeben können“, sagt Munster. So hätten die Nachkommen dieser Zellen einen Vorteil in einer Umgebung, die von Medikamenten beherrscht ist.

Einen ähnlichen Weg beschreiten bestimmte Hautkrebszellen: Etwa 40 bis 80 Prozent aller Hautkrebspatienten tragen ein sogenanntes mutiertes BRAF-Gen in sich, dass das ungehemmte Zellwachstum zu verantworten hat. Die Firma Plexxicon hatte 2010 das Medikament Vemurafenib vorgestellt, das die Proteine eben dieses mutierten BRAF-Gens angreift. Doch innerhalb von anderthalb Jahren hatten viele Patienten eine Resistenz gegen Vemurafenib entwickelt.

Forscher von der University of California in Los Angeles haben Ende November in der Zeitschrift Nature eine Studie veröffentlicht, die das Phänomen erklärt. In gesunden Hautzellen formen die Eiweiße, die auf dem BRAF-Gen kodiert sind, einen Proteinkomplex, während das mutierte BRAF-Gen ein Protein hervorbringt, das für sich allein steht. Auf diese Weise ist es sehr viel effektiver, die Zellteilung in Gang zu setzen und so für ein ungehemmtes Zellwachstum zu sorgen. Vemurafenib greift nun diese alleinstehenden Proteine an, lässt die gesunden Proteinkomplexe aber unbehelligt.

In ihrer Untersuchung entdeckten die Wissenschaftler, dass in den resistenten Zellen eine etwas kürzere Form des mutierten BRAF-Proteins vorlag, das somit nicht mehr vom Medikament erkannt werden konnte. Das Besondere dabei ist, dass das verkürzte Protein nicht das Resultat einer Mutation ist, sondern dass bei der Transkription der DNA bestimmte Abschnitte einfach nicht mehr ausgelesen werden.

 

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