"Grundstein" vieler Krebsfälle bereits im Embryo gelegt

7. April 2003, 19:56
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Evolutionsforscher Nowak ging medizinisches Problem mit mathematischen Methoden an

Princeton/Wien - Was höhere Mathematik mit Krebsforschung zu tun hat, ist für den Laien auf den ersten Blick nicht so leicht ersichtlich. Dennoch boomen derzeit mathematisch-theoretische Ansätze in Biologie und Medizin. So veröffentlichte der aus Österreich stammende Evolutionsforscher Martin A. Nowak in der jüngsten Ausgabe der britischen Wissenschaftszeitschrift "Nature" einen Artikel, in dem er mit mathematischen Methoden nachweist, dass der "Grundstein" vieler Krebsfälle bereits im Embryo gelegt wird.

Nowak arbeitet derzeit noch an der Princeton University (US-Bundesstaat New Jersey) und wird im Sommer an die Harvard University (US-Bundesstaat Massachusetts) wechseln, um dort ein eigenes Institut für mathematische Biologie aufzubauen. Im Gegensatz zu Princeton sind an der Harvard University auch große medizinische Abteilungen angesiedelt. Nowak erhofft sich dadurch bessere Möglichkeiten und Kooperationen für sein Institut.

Wahrscheinlichkeitsmodelle

In seinen jüngsten Modell- und Wahrscheinlichkeitsberechnungen ist der Theoretiker zu teils erstaunlichen Ergebnissen gekommen. So ist Nowak überzeugt, dass erste Mutationen einzelner Zellen, die irgendwann im Alter zur Krebsentstehung führen, bereits vielfach im Embryo passieren müssen. Nowak berechnet seine Modelle auf Grund von Wahrscheinlichkeiten, die Daten dazu stellen Biologie und Medizin zur Verfügung.

"Wir wissen heute, dass zur Entstehung verschiedener Krebsarten vier bis fünf Mutationen in einer Zelle passieren müssen", erklärte Nowak. Eine Schlüsselfunktion dabei spielen offenbar die Stammzellen, die für die ständige Erneuerung von Geweben und Organen im erwachsenen Organismus verantwortlich sind. Etwa vier Stück dieser Stammzellen sitzen beispielsweise an der Basis von so genannten Dickdarmkompartments und liefern durch Teilung ständig neue Darmzellen.

Chancen für Früherkennung

Während die eigentlichen Darmzellen ein relativ kurzes Leben haben, können sich in den Stammzellen Mutationen im Laufe der Jahre anhäufen und über die Jahre zu Krebs führen. Auf Grund der Wahrscheinlichkeit von Mutationen kommt Nowak zu dem Schluss, dass die erste Veränderung dieser Art bereits während der Embryonalentwicklung passieren kann. Während der frühen Embryonalentwicklung und der ersten Anlage von Geweben und Organen gibt es noch keine Auftrennung in Stammzellen und Nicht-Stammzellen, alle Zellen vermehren sich exponential. Die Teilungsraten und somit die Gefahr von Mutationen sind dementsprechend hoch.

Die Erkenntnisse von Nowak bergen nicht zuletzt Chancen für die Früherkennung von Krebs. "Dadurch, dass das Geschehen über Mutationen bis zur Krebszellen sich teilweise über so lange Zeiträume erstreckt, bleibt natürlich auch viel Zeit für Untersuchungen. So könnte - etwa im Falle des Darmkrebs - gezielt nach verschiedenen Mutationen gesucht und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. (APA)

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