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Wie Krebszellen unsterblich werden

Österreichische Forscher und Forscherinnen machten kürzlich eine aufsehenerregende Entdeckung: Ein funktionsloses RNA-Molekül namens „Cherub“ hält Krebszellen ewig jung, sodass sie somit unsterblich sind.

Die Forschungsgruppe am Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) in Wien, das zur Österreichischen Akademie der Wissenschaften gehört, untersuchte Fruchtfliegen – in Wissenschaftskreisen auch als Drosophila melanogaster bekannt. Die kleinen Insekten können ebenfalls wie wir Menschen an Krebs erkranken und eignen sich daher als leicht zu untersuchende Tumormodelle.

Dank der Fruchtfliegen wurden beispielsweise in den 1980er-Jahren sogenannte Tumorsuppressor-Gene entdeckt. Sie verhindern, dass sich Zellen unkontrolliert teilen. Kommt es aber ausgerechnet in den Tumorsuppressor-Genen zu einer Mutation, so wird die Entstehung von Krebs begünstigt, da ein wichtiger Schutzmechanismus nicht mehr funktioniert. Durch die Forschung an Fruchtfliegen konnten bereits viele wichtige Erkenntnisse für die Krebsforschung gewonnen werden. Und nun kommt eine weitere Erkenntnis hinzu.

 

Der gesunde Körper hat Schutzmechanismen, sodass sich geschädigte Zellen nicht mehr teilen können

Bei einem gesunden Organismus steuert eine Vielzahl von unterschiedlichen biologischen Signalen das Wachstum und die Teilung von Zellen. Bei Krebszellen geht genau diese fein austarierte Kontrolle verloren. Die Folge ist, dass sich Krebszellen unbegrenzt vermehren können und nahezu unsterblich werden. Die Eigenschaft der Unsterblichkeit ist ein wesentliches Merkmal von Stammzellen, weswegen sich in der Literatur auch der Begriff der Krebsstammzellen etabliert hat.

Da den beständigen Teilungen kaum Einhalt geboten wird, können große Tumore entstehen, die für den erkrankten Organismus fatal sind. Wissenschaftler wissen heute, dass bei den Krebszellen häufig Gene, die in der Embryonalentwicklung wichtig waren, wieder angeschaltet sind. In gesunden, erwachsenen Zellen sind diese Mechanismen normalerweise stillgelegt oder nur noch begrenzt in ganz bestimmten Gewebetypen aktiv.

Normale Stammzellen können sich teilen und ausdifferenzieren. Hierbei kommt es in der Regel zur sogenannten asymmetrischen Teilung. Das heißt: Aus einer Stammzelle entstehen zwei neue Zellen. Eine davon behält die Eigenschaften der Mutterzelle und bleibt Stammzelle. Die andere Tochterzelle startet in den Prozess der Differenzierung und entwickelt sich je nach Programm zur Herzzelle, Leberzelle oder Nervenzelle.

Dieser Prozess kann jedoch aus dem Gleichgewicht geraten, wenn es zu Mutationen kommt. Dann entstehen aus einer Stammzelle nicht mehr eine Stammzelle und eine spezialisierte Tochterzelle, sondern zwei Stammzellen, welche wiederum einfache Kopien von sich selbst erzeugen. Experten sprechen dann von der symmetrischen Teilung. Auf diese Weise geraten die Stammzellen außer Kontrolle und ein fataler Prozess kommt in Gang. Die so entstandenen Tumorzellen sind quasi unsterblich.

 

Bei gesunden Stammzellen ist die Cherub-RNA funktionslos, in kranken Krebsstammzellen hält sie die Zellen für immer jung

Bei ihrer Studie untersuchten die österreichischen Forscher die Nerven-Stammzellen von an Hirntumoren erkrankten Fruchtfliegen. Sie wollten wissen, was diese Krebsstammzellen von gesunden neuronalen Stammzellen unterscheidet. Zunächst stießen sie bei den Tumorstammzellen auf keine zusätzlichen Mutationen im Erbgut. Jedoch fiel auf, dass ganz bestimmte RNA-Moleküle in großer Anzahl vorlagen. Hervor stach besonders eine RNA namens „Cherub“.

In der Bibel ist ein Cherub ein übernatürliches Wesen, das heute zu den Engeln gezählt wird. Laut der biblischen Überlieferung wurden die Cherubim, nach der Vertreibung von Adam und Eva aus dem Paradies, von Gott beauftragt, den Baum der Erkenntnis zu bewachen.

Cherub verhindert hier die normale Zellentwicklung, indem es die Wechselwirkung von zwei wichtigen Eiweißstoffen manipuliert und somit dafür sorgt, dass sich keine spezialisierte Nervenzelle bildet. Durch das Unterbinden dieses wichtigen Prozesses bleiben die Tumorstammzellen für immer Stammzellen.

Den Forschern gelang es außerdem, eine Mutation in die Cherub-RNA einzuschleusen. Damit konnte das Wachstum der Krebszellen wieder eingeschränkt werden. Weitere Studien müssen nun zeigen, ob sich ein ähnlicher Mechanismus auch beim Menschen wiederfindet. Damit würden sich für die Mediziner völlig neue Behandlungsmöglichkeiten beim Kampf gegen Krebs eröffnen.

 

Stammzellen in der Krebstherapie heute schon im Einsatz

Stammzellen sind die großen Hoffnungsträger der Regenerativen Medizin. Mit ihrer Hilfe sollen in Zukunft nicht nur die Schäden eines Herzinfarktes oder Schlaganfalles geheilt werden. Bereits heute kommen Stammzellen bei der Krebstherapie zum Einsatz, allerdings nicht, um den Krebs selbst zu bekämpfen, sondern um die Nebenwirkungen der Therapien auszugleichen. Da Chemotherapie und Bestrahlung nicht nur die entarteten Zellen zerstören, sondern auch gesunde Zellen angreifen, funktioniert häufig die Blutbildung bei behandelten Krebspatienten nicht mehr. Das Immunsystem kann nicht mehr richtig arbeiten, die Blutgerinnung ist gestört und der Sauerstofftransport nicht optimal. Deswegen versuchen die Mediziner oft, die Blutbildung mithilfe von hämatopoetischen, also blutbildenden, Stammzellen neu zu starten. Je nach Indikation kommen für den Wiederaufbau des Knochenmarks entweder körpereigene oder fremde gespendete Stammzellen zum Einsatz. Für die Entnahme eigener Stammzellen muss es jedoch der Allgemeinzustand der Krebspatienten zulassen, dass körpereigene Stammzellen gewonnen werden. Sie werden während der Behandlungszeit eingelagert und nach Abschluss der Therapie dem Patienten bei Bedarf wieder verabreicht. Doch nicht bei allen Patienten lässt die Tumorerkrankung eine solche Sicherheitsmaßnahme zu bzw. werden wie z. B. bei der Leukämie von vornherein fremde Stammzellen bevorzugt. Hier können Nabelschnurblut-Stammzellen sehr hilfreich sein, denn Studienergebnisse belegen, dass die sogenannten neonatalen Stammzellen besonders gut verträglich sind, weil sie sehr flexibel und damit tolerant sind. Neugeborene können damit unmittelbar nach der Geburt zum Lebensretter werden.

 

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