Mittwoch, 25. Juni 2014

Krebs ist schon so alt wie das vielzellige Leben selbst


Ein tumortragender Hydra-Polyp (oben) über einem gesunden Tier. | Copyright: Klimovich/CAU

Kiel (Deutschland) - Deutsche Evolutionsbiologen haben eine ebenso faszinierende wie ernüchternde Entdeckung gemacht: "Krebs ist so alt wie das vielzellige Leben auf der Erde und lässt sich wahrscheinlich wohl nie ganz ausrotten."

Wie die Wissenschaftler um Professor Thomas Bosch vom Zoologischen Institut der Universität Kiel aktuell im Fachjournal "Nature Communications" darlegen, seien die Ursache der meisten Tumorerkrankungen die sogenannten Krebsgene. Seit wann die Evolution Tumore hervorbringt, ist eine Frage, der die Wissenschaftler Tomislav Domazet-Lošo und Diethard Tautz vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön bereits seit einigen Jahren mit modernen bioinformatischen Methoden und Datenbanken nachgehen. "Bei der Suche nach dem Ursprung der Krebsgene haben wir unerwarteter Weise herausgefunden, dass viele dieser Gene von den ersten Tierarten abstammen“, erläutert Domazet-Lošo. Er ist Ko-Erstautor der aktuellen Studie und ist heute am Ruder Bošković Institut und der Katholischen Universität von Kroatien in Zagreb tätig. "Unsere Daten sagten voraus, dass schon die ersten vielzelligen Tiere die meisten der Gene hatten, die beim Menschen Krebs auslösen können."


Bislang fehlte jedoch noch der direkte Beweis dafür, dass diese ersten Tierarten tatsächlich an Tumoren leiden können, und zum anderen die molekulare Aufklärung der Mechanismen, die zur Tumorentstehung in ursprünglichen Organismen führten.


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Dem Forschungsteam um Bosch ist es jetzt gelungen, ein neues Verständnis über die Ursprünge von Krebs zu erlangen: Schon seit Jahren untersucht Bosch die Stammzellen und die Regulation des Gewebewachstums im stammesgeschichtlich alten Polypen Hydra. "Jetzt haben wir in zwei unterschiedlichen Hydra-Arten, einem korallenähnlicher Organismus, tumortragende Polypen entdeckt." Damit sei bewiesen, dass Tumore tatsächlich in primitiven und alten Tierarten wuchern können.


Auch der zellulären Ursache der Tumore entlang der gesamten Körperachse sei das Team auf die Spur gekommen: Erstmals konnten sie zeigen, dass Stammzellen, die zur geschlechtlichen Differenzierung programmiert sind, sich massenhaft anhäufen können und dann nicht auf natürlichem Wege durch programmierten Zelltod entfernt werden. Interessanterweise sind nur weibliche Hydra-Polypen von diesen Tumoren betroffen, die dem Eierstockkrebs beim Menschen ähneln.


"Bei der weiteren molekularen Analyse der Tumore stießen wir auf ein Gen, das im Tumorgewebe drastisch hochreguliert ist und das den programmierten Zelltod normalerweise verhindert", beschreibt der Kieler Stipendiat Alexander Klimovich und Ko-Erstautor der Studie die zweite Erkenntnis aus der Studie. "Da eine nicht funktionierende Zelltod-Maschinerie auch bei vielen Krebsarten des Menschen für Wachstum und Ausbreitung der Tumore verantwortlich gemacht wird, tauchen hier frappierende Ähnlichkeiten zum Krebs bei Menschen auf", so Klimovich weiter.



Ein Stammzellmarker-Gen ist im Tumorgewebe besonders stark aktiv. | Copyright: Klimovich/CAU

Als drittes konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass Tumorzellen invasiv sind. Das heißt, werden Tumorzellen in einen gesunden Organismus eingebracht, können sie dort ein Tumorwachstum auslösen. Aus seiner Forschung an Hydra-Arten schließt Bosch daher: "Auch die invasive Eigenschaft von Krebszellen ist stammesgeschichtlich uralt."


Während jedes Jahr gewaltige finanzielle Mittel für den Feldzug gegen den Krebs eingesetzt werden - allein die Ausgaben der USA für die Krebsforschung betrugen im Jahr 2012 über 500 Milliarden Dollar – gingen aus dieser Forschung zwar verbesserte Vorbeugungs-, Diagnose- und Behandlungsmethoden hervor, die durchaus Erfolge verbuchen können - aber gerade bei einigen häufigen Tumorerkrankungen gibt es nur langsame Fortschritte. Auch heute erliegt immer noch jeder zweite Betroffene seinem Krebsleiden. Allein in Deutschland stirbt jeder Vierte an Krebs, Tendenz steigend, fasst der "World Cancer Report 2014" zusammen.


Laut dem Forschungsteam um Bosch sind die neuesten Erkenntnisse aus der Hydra-Forschung ein großer Meilenstein auf dem Weg zu einem Verständnis des biologischen Ursprungs von Krebst: "Unsere Forschungen bestätigen erneut, dass alte Tiere wie die Hydra-Polypen beim Verständnis so komplexer Probleme wie 'Krebs' extrem aufschlussreich sind. Außerdem macht es unsere Studie unwahrscheinlich, dass der in den siebziger Jahren ausgerufene 'War on Cancer' jemals gewonnen werden kann. Aber unseren Feind von seiner Entstehung an zu kennen, ist der beste Weg, ihn zu bekämpfen, und viele Schlachten zu gewinnen", so Bosch.


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Quelle: uni-kiel.de
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