Spuren im Erbgut verraten Krebsursache

16. August 2013, 10:49
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Forscher konnten ein Enzym zur Virenabwehr als mögliche Ursache für krebserregende Mutationen identifizieren

Heidelberg - Jeder Krebs geht auf Erbgutveränderungen zurück, die meist im Laufe des Lebens in einzelnen Körperzellen entstanden sind oder - weitaus seltener - von den Eltern vererbt wurden. Zu den Erbgutveränderungen kommt es durch verschiedene Mechanismen, etwa durch Kopierfehler bei der DNA-Verdoppelung oder durch defekte DNA-Reparaturenzyme. So können etwa mutagene Substanzen oder UV-Strahlen die DNA schädigen oder zelleigene Enzyme das Erbgut verändern.

"Über die Entstehung mancher Erbgutschäden weiß man gut Bescheid", sagt Stefan Pfister, Genomforscher im Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. "So kennen wir etwa die spezifischen Defekte, die Substanzen im Tabakrauch oder die UV-Strahlen des Sonnenlichts auslösen", ergänzt der Experte. Bei den meisten Krebsarten ist jedoch nicht bekannt, wie es zu den krebserregenden Mutationen kommt.

Ein internationales Team von Genomforschern analysierte nun insgesamt knapp 5 Millionen Mutationen in insgesamt rund 7000 Tumor-Genomen bei 30 verschiedenen Krebsarten, wobei das Ziel des Forschungsprojekts war, die spezifischen Schädigungsmuster auf ihre Ursachen zurückzuführen

Tabakrauch und UV-Strahlung

Das spezifische Muster von Mutationen, die als "Signatur" bezeichnet wird, entspricht der Spur, die unterschiedliche Arten der DNA-Schädigung oder der fehlerhaften DNA-Reparatur im Erbgut hinterlassen. Eine häufige Signatur, die bei fast allen Krebsarten auftritt, spiegelt das Alter bei der Diagnose wider. Die in dieser Signatur zusammengefassten Mutationen bilden sich offenbar während der gesamten Lebenszeit. Bei allen anderen der insgesamt 21 Signaturen fehlt allerdings die Korrelation mit dem Alter. Daraus ziehen die Forscher den Schluss, dass es sich dabei um eine Reaktion auf krebserregende Substanzen oder um die Folge der Entgleisung zellulärer Regelmechanismen handelt, die nach dem Start einer bösartigen Entartung entstehen. 

Die Wissenschaftler fanden bei Tabakrauch-bedingten Krebsarten die typischen DNA-Defekte, die auftreten, wenn die Zelle Schäden repariert, die aus der Anlagerung polyzyklischer Kohlenwasserstoffe aus dem Tabakrauch resultieren. Eine andere Signatur, die der Reparatur von UV-bedingten Doppelstrangbrüchen zugeordnet werden kann, tritt vorwiegend bei verschiedenen Arten von Hautkrebs auf. Ebenso verändern bestimmte Krebsmedikamente die DNA und hinterlassen eine typische Spur im Genom.

Preis für Virenschutz

Mehrere andere Signaturen lassen sich als Resultat fehlerhafter Arbeit unterschiedlicher DNA-Reparatursysteme interpretieren. Darüber hinaus entdeckten die Forscher Mutationsmuster, die auf die Aktivität eines bestimmten Abwehrsystems hindeuten, mit dem die Zelle sich vor Viren schützt: Die so genannten APOBEC-Enzyme destabilisieren das Erbgut der Eindringlinge durch eine chemischen Veränderung. Genau diese Veränderung findet sich verstärkt bei bestimmten Krebsarten. Die Forscher halten dies für eine Art Kollateralschaden, für den Preis, den der Organismus für den Virenschutz zahlen muss. "Sollte sich diese Vermutung bestätigen, so wären wir auf einen sehr wichtigen neuen Mechanismus der Krebsentstehung gestoßen", meint Stefan Pfister.

Die meisten Signaturen können jedoch keiner bekannten Ursache zugeordnet werden, und sind möglicherweise die Spur von noch unbekannten DNA-Reparaturmechanismen. "In diese Richtung müssen wir unbedingt weiterforschen und herausfinden, welche biochemischen Mechanismen tatsächlich hinter den unbekannten Mutations-Mustern stecken. Nur so können wir die tatsächlichen Ursachen einer Krebserkrankung erkennen und möglicherweise gezielt dagegen vorgehen", so der Genomforscher. (red, derStandard.at, 16.8.2013)

  • Die Wissenschaftler fanden bei Tabakrauch-bedingten Krebsarten typische DNA-Defekte, die auftreten, wenn die Zelle Schäden repariert, die aus der Anlagerung polyzyklischer Kohlenwasserstoffe aus dem Tabakrauch resultieren.
    foto: epa/ers/handout

    Die Wissenschaftler fanden bei Tabakrauch-bedingten Krebsarten typische DNA-Defekte, die auftreten, wenn die Zelle Schäden repariert, die aus der Anlagerung polyzyklischer Kohlenwasserstoffe aus dem Tabakrauch resultieren.

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